[发明专利]一种位错攀移原子结构的建模方法

摘要

本发明公开了一种位错攀移原子结构的建模方法。该方法的主要内容包括，在给定包含晶体模型原子结构信息的文件的前提下，利用C/C++语言提取该文件中的晶体模型原子结构信息，自动计算出在该晶体模型特定位置特定方位包含拟构建位错攀移原子结构的原子坐标，然后按分子动力学软件能识别的文件格式输出数据到文件。本发明可方便快捷地在晶体模型内部任意位置直接构建任意位向、任意组态的一个或多个位错攀移原子结构，为分子动力学及其它计算机仿真技术对位错攀移行为的精准研究创造了有利条件。

主权项

1.一种位错攀移原子结构的建模方法，其特征在于该方法在给定包含晶体模型的原子结构信息的文件的前提下，使用编程语言提取晶体模型的原子结构信息，自动计算出在晶体模型内部包含拟构建的位错攀移原子结构的原子坐标，然后按分子动力学软件能识别的文件格式输出文件，包含以下主要步骤：步骤一：准备包含晶体模型原子结构信息的文件；步骤二：使用编程语言提取上述文件中的原子结构信息，将坐标系原点移动到拟构建的位错攀移原子结构的位错线上；旋转坐标系，使x轴在位错线的滑移方向上，y轴垂直于位错滑移面，然后计算晶体模型内所有原子在新坐标系中的坐标值；步骤三：设定位错攀移原子结构周围晶格扭曲明显的区域在x和y方向的范围为2a×2b，为构成位错攀移原子结构，晶体模型内的原子要进行相应的位移，本方法根据位错攀移原子结构周围原子分布的特点，提出以下构建位错攀移原子结构的计算公式，使用此公式可计算出晶体模型内所有原子为形成位错攀移原子结构产生的位移量，设在x方向的位移为q，y方向和z方向不发生位移，设位错攀移段的两个结点在新坐标系中的坐标为(xp,yp,zp)和(xq,yq,zq)，zpzq时，y’=y，当‑a≤x≤a且0≤y’≤b时，q=‑d/4×x/a×(1‑ y’/b)，当x>a且0≤y’≤b时，q=‑d/4×(1‑y’/b)，当x<‑a且0≤y’≤b时，q=d/4×(1‑y’/b)，当y’>b时，q=0，当‑a≤x≤a且‑b≤y’<0时，q=d/2+d/4×x/a×(1+y’/b)，当x>a且‑b≤y’<0时，q=d/2+d/4×(1+y’/b)，当x<‑a且‑b≤y’<0时，q=d/2‑d/4×(1+y’/b)，当y’<‑b时，q=d/2，其中，d为拟构建位错攀移原子结构的位错的Burgers矢量的长度；步骤四：根据上面计算得到的每个原子的位移值，计算晶体模型内所有原子位移后的坐标值，由此构建出相应位向的位错攀移原子结构；步骤五：按照步骤二的逆向移动坐标系，使坐标系恢复成原来的位向，为新的操作做准备；步骤六：按分子动力学软件能识别的格式输出数据到文件。