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pengyong2010金蟲 (著名寫手)
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[交流]
關(guān)于勢(shì)函數(shù)的求助
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相信做分子模擬親們都會(huì)用到勢(shì)函數(shù)? 但是請(qǐng)問大家的勢(shì)函數(shù)參數(shù)如何取得的呢? 我也相信有部分童鞋是查得文獻(xiàn),同時(shí)肯定也有部分童鞋是自己擬合的。 請(qǐng)問是通過什么方法或軟件擬合呢?希望有詳細(xì)的步驟和例子。 感謝大家!感謝蟲子們! |
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金蟲 (著名寫手)
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非常感謝你的回答,說實(shí)話,我沒有完全聽懂你的意思,我是搞材料的,對(duì)計(jì)算化學(xué)、計(jì)算物理懂一點(diǎn)點(diǎn),皮毛,嘿嘿。 我先介紹一下目前我的情況吧。我做的材料屬于離子氧化物,用的勢(shì)函數(shù)形式是buckingham和shel(暫時(shí)不討論),但目前我最關(guān)心的是buckingham這個(gè)二體勢(shì),我想擬合這個(gè)勢(shì)的參數(shù)。我從文獻(xiàn)中已經(jīng)找到了一些勢(shì)參數(shù),但是我在驗(yàn)證的這些參數(shù)的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)得到的晶格常數(shù)與實(shí)驗(yàn)值相差4%,對(duì)這些通過文獻(xiàn)得到的參數(shù)有點(diǎn)不滿,所以我就想自己去擬合這些參數(shù),請(qǐng)問該如何辦呢?材料體系的離子是Bi、Zn、Nb、O。 |
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MS中的Gulp模塊適合你。 看看手冊(cè)吧。我也沒用過。 晶體結(jié)構(gòu)(a,b,c)4%的誤差是稍微有點(diǎn)大。擬合力場(chǎng)晶體結(jié)構(gòu)方面的偏差一般能達(dá)到2%以內(nèi),密度方面小于5%, 晶格能方面小于10%。因?yàn)楸仨毧紤]實(shí)驗(yàn)值也是有誤差的。晶格能,蒸發(fā)焓這些實(shí)驗(yàn)值的誤差也在10%左右,刻意弄成跟實(shí)驗(yàn)值完全一致沒有必要,只要跟類似的物質(zhì)比,結(jié)合能定性大小順序符合即可; 另外,你還要問自己,即你要研究的問題是什么?這個(gè)問題需要多精確的晶格常數(shù)值?因?yàn)橛袝r(shí)候你調(diào)了參數(shù),看上去與實(shí)驗(yàn)值更接近了,可是一跑動(dòng)力學(xué),一升高溫度,得到的結(jié)果反而更差。比如你現(xiàn)在要預(yù)測(cè)體積膨脹系數(shù),那我建議你先用現(xiàn)在的參數(shù)跑一些模擬,得到一些結(jié)果,看看跟實(shí)驗(yàn)值的誤差有多大。如果在5%以內(nèi)是能夠接受的。 初學(xué)者往往會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺,以為分子模擬能真實(shí)再現(xiàn)所有原子過程并給出精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但其實(shí)經(jīng)典力場(chǎng)本身是個(gè)十分粗糙的模型,它忽略了電子的運(yùn)動(dòng),把原子看成是帶電荷的球,分子間的作用通過一個(gè)簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型(Buckingham+coulomb)來表達(dá),沒有多體作用(可達(dá)~5%),沒有極化(可達(dá)1%),請(qǐng)問你覺得這在多大程度上符合真實(shí)的原子結(jié)構(gòu)和相互作用?一般來說, 我們使用分子力學(xué)模型并非是為了完全精確預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而是來定性地研究某一性質(zhì)的變化規(guī)律,或者現(xiàn)象背后的原子過程。即,關(guān)注相對(duì)值,而非絕對(duì)值。 我并不是不建議你調(diào)參數(shù),相反我認(rèn)為做模擬的都要嘗試驗(yàn)證參數(shù),可能的話通過擬合更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來改進(jìn)參數(shù)。但是在調(diào)參數(shù)的時(shí)候,要認(rèn)識(shí)到力場(chǎng)模型的局限性,以及它的誤差范圍和精度范圍。想像你拿的是一把最小刻度為cm的尺子,而兩根棍子的長(zhǎng)度差別是幾個(gè)mm。你能得到精確的結(jié)果嗎? [ Last edited by ChemiAndy on 2011-10-26 at 11:32 ] |
金蟲 (著名寫手)
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你好!你的回答讓我茅塞頓開,非常感謝! 我研究的是材料的缺陷,是化學(xué)缺陷,不是物理缺陷,舉個(gè)例子吧:1、研究晶體中某個(gè)原子的取代,某個(gè)原子的空缺,某個(gè)原子離開自己的位置跑到間隙去了等等一系列的問題,然后計(jì)算這個(gè)過程產(chǎn)生的能量,再舉個(gè)例子吧:2、當(dāng)我向這個(gè)材料體系中去摻雜的時(shí)候,我要摻雜的離子(非常微量、基本不影響原材料體系的晶體結(jié)構(gòu))可能會(huì)占據(jù)原體系材料的那個(gè)位置,通過模擬計(jì)算得出能量值,然后就可以判斷雜質(zhì)離子可能會(huì)進(jìn)入哪個(gè)位置,然后來指導(dǎo)我的實(shí)驗(yàn)。 在這種情況下,我在選取勢(shì)參數(shù)(原材料體系的)的時(shí)候,驗(yàn)證參數(shù)的合理性,應(yīng)該考慮它的哪些因素?比如晶格常數(shù)、彈性模量、密度、結(jié)合能等等,你覺得哪個(gè)最重要,其實(shí)我也知道研究不同的內(nèi)容,要求的不一樣。也就是說選取的勢(shì)參數(shù)不可能同時(shí)保證晶格常數(shù)、彈性模量、密度、結(jié)合能都和實(shí)驗(yàn)值想符合,在這種情況下,你覺得我在判斷勢(shì)參數(shù)合理性時(shí),最應(yīng)該關(guān)注哪一個(gè)參考量呢?目前我只考慮了晶格常數(shù)這一個(gè)參考量。 |
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你的問題主要是缺陷或取代造成的能量變化,當(dāng)然能量信息對(duì)你來說是最重要的,不僅包括實(shí)驗(yàn)測(cè)定的晶格能,而且高級(jí)量子化學(xué)計(jì)算的粒子間相互作用能也是很重要的參考。結(jié)構(gòu)雖然也很重要,但結(jié)構(gòu)再好,能量算不對(duì),一切白搭。 你的體系是“目標(biāo)晶體+離子參雜”,我不知道你的目標(biāo)晶體,貌似以靜電相互作用為主。對(duì)于這樣的體系,使用于分子力學(xué)來進(jìn)行估算,應(yīng)該是可行的,相信你已經(jīng)看過類似的文獻(xiàn)了。我覺得文獻(xiàn)中之所以忍受4%的結(jié)構(gòu)誤差,很有可能是為了得到更好的能量數(shù)據(jù)。純屬猜測(cè),你再仔細(xì)看看文獻(xiàn)中參數(shù)是怎么來的。力場(chǎng)是模型,參數(shù)是整個(gè)研究是否合理的關(guān)鍵。 |
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