[发明专利]基于分子动力学的晶体熔点的计算方法、装置及存储介质

说明书

本申请提供了一种基于分子动力学的晶体熔点的计算方法、装置及存储介质。其中，该方法包括：获取目标晶体结构，并根据目标晶体结构构建周期性结构模型；利用周期性结构模型，生成含有空洞的多个目标结构模型，其中，每个目标结构模型包含的空洞的体积不同；对每个目标结构模型进行分子动力学升温模拟，分别获得每个目标结构模型在预设温度范围下的结构信息；根据每个目标结构模型的结构信息在预设温度范围内的变化状态，得到目标晶体结构的熔点值。本申请的技术方案，能够提高熔点的计算精度。

技术领域

本申请属于计算化学技术领域，尤其涉及一种基于分子动力学的晶体熔点的计算方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，在确定晶体物质的熔点时大多采用分子动力学升温模拟方法。分子动力学升温模拟法使用分子动力学方法对晶体结构进行连续或者阶梯式升温模拟，记录模拟过程中晶体体系的势能、动能、密度、均方根位移等变化量，通过定位这些量随温度变化的跳变点对应的温度确定熔点的数值。但是分子动力学升温模拟中会出现过热现象，导致计算的熔点结果相对于实验结果偏高许多，即计算结果的精度低。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于分子动力学的晶体熔点的计算方法、装置及存储介质，能够提高熔点的计算精度。

本申请第一方面提供一种基于分子动力学的晶体熔点的计算方法，包括：

获取目标晶体结构，并根据所述目标晶体结构构建周期性结构模型；

利用所述周期性结构模型，生成含有空洞的多个目标结构模型，其中，每个所述目标结构模型包含的所述空洞的体积不同；

对每个所述目标结构模型进行分子动力学升温模拟，分别获得每个所述目标结构模型在预设温度范围下的结构信息；

根据每个所述目标结构模型的结构信息在所述预设温度范围内的变化状态，得到所述目标晶体结构的熔点值。

优选的，所述方法还包括：

对所述周期性结构模型进行扩胞，得到超胞周期性结构模型；

所述利用所述周期性结构模型，生成含有空洞的多个目标结构模型，包括：

利用所述超胞周期性结构模型，生成含有空洞的多个目标结构模型。

优选的，所述利用所述超胞周期性结构模型，生成含有空洞的多个目标结构模型，包括：

分别将所述超胞周期性结构模型中的不同预设阈值的原子或分子进行删除，生成含有空洞的多个目标结构模型；

其中，不同的所述预设阈值按照大小进行排序后，任意相邻的两个所述预设阈值之间符合预设变化规律。

优选的，所述方法还包括：

对每个所述目标结构模型进行结构优化，分别得到优化后的所述目标结构模型；

所述对每个所述目标结构模型进行分子动力学升温模拟，包括：

对每个优化后的所述目标结构模型进行分子动力学升温模拟。

优选的，所述方法还包括：

根据所述周期性结构模型，确定目标力场；

所述对每个所述目标结构模型进行结构优化，分别得到优化后的所述目标结构模型，包括：

利用与所述目标力场相对应的预设算法对每个所述目标结构模型进行结构优化，使得所述目标结构模型的能量最小化，分别得到优化后的所述目标结构模型。

优选的，所述结构信息包括所述目标结构模型的势能、密度、原子坐标和原子坐标的均方位移中的至少一种。

优选的，所述根据每个所述目标结构模型的结构信息在所述预设温度范围内的变化状态，得到所述目标晶体结构的熔点值，包括：

根据每个所述目标结构模型的结构信息在所述预设温度范围内的变化状态，确定每个所述目标结构模型的结构信息在所述预设温度范围内的突变点；