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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » MS » 关于势函数的求助
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pengyong2010

金虫 (著名写手)

[交流] 关于势函数的求助

相信做分子模拟亲们都会用到势函数？
但是请问大家的势函数参数如何取得的呢？
我也相信有部分童鞋是查得文献，同时肯定也有部分童鞋是自己拟合的。
请问是通过什么方法或软件拟合呢？希望有详细的步骤和例子。
感谢大家！感谢虫子们！
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1楼 2011-10-26 01:26:44
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
ghcacj(金币+20): 帮LZ代发金币20个 2011-10-28 09:37:17
引用回帖:
5楼: Originally posted by pengyong2010 at 2011-10-26 20:53:02:
你好！你的回答让我茅塞顿开，非常感谢！
    我研究的是材料的缺陷，是化学缺陷，不是物理缺陷，举个例子吧：1、研究晶体中某个原子的取代，某个原子的空缺，某个原子离开自己的位置跑到 ...

你的问题主要是缺陷或取代造成的能量变化，当然能量信息对你来说是最重要的，不仅包括实验测定的晶格能，而且高级量子化学计算的粒子间相互作用能也是很重要的参考。结构虽然也很重要，但结构再好，能量算不对，一切白搭。

你的体系是“目标晶体+离子参杂”，我不知道你的目标晶体，貌似以静电相互作用为主。对于这样的体系，使用于分子力学来进行估算，应该是可行的，相信你已经看过类似的文献了。我觉得文献中之所以忍受4%的结构误差，很有可能是为了得到更好的能量数据。纯属猜测，你再仔细看看文献中参数是怎么来的。力场是模型，参数是整个研究是否合理的关键。
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8楼2011-10-28 02:41:14
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pengyong2010

金虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by ChemiAndy at 2011-10-26 10:04:23:
开发力场一般分为几个步骤：定义势函数形式，定义原子类型，定义参数化流程，确定训练基，从量子化学计算结果拟合分子内的键参数，从实验数据拟合分子间的非键参数。

为什么要定义参数化流程？因为你拟合键参数 ...

非常感谢你的回答，说实话，我没有完全听懂你的意思，我是搞材料的，对计算化学、计算物理懂一点点，皮毛，嘿嘿。
我先介绍一下目前我的情况吧。我做的材料属于离子氧化物，用的势函数形式是buckingham和shel（暂时不讨论），但目前我最关心的是buckingham这个二体势，我想拟合这个势的参数。我从文献中已经找到了一些势参数，但是我在验证的这些参数的时候，发现得到的晶格常数与实验值相差4%，对这些通过文献得到的参数有点不满，所以我就想自己去拟合这些参数，请问该如何办呢？材料体系的离子是Bi、Zn、Nb、O。
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3楼2011-10-26 15:17:52
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
御剑江湖(金币+10, 模拟EPI+1): 谢谢 2011-10-27 17:16:14
MS中的Gulp模块适合你。

看看手册吧。我也没用过。

晶体结构(a,b,c)4%的误差是稍微有点大。拟合力场晶体结构方面的偏差一般能达到2%以内，密度方面小于5%, 晶格能方面小于10%。因为必须考虑实验值也是有误差的。晶格能，蒸发焓这些实验值的误差也在10%左右，刻意弄成跟实验值完全一致没有必要，只要跟类似的物质比，结合能定性大小顺序符合即可；

另外，你还要问自己，即你要研究的问题是什么？这个问题需要多精确的晶格常数值？因为有时候你调了参数，看上去与实验值更接近了，可是一跑动力学，一升高温度，得到的结果反而更差。比如你现在要预测体积膨胀系数，那我建议你先用现在的参数跑一些模拟，得到一些结果，看看跟实验值的误差有多大。如果在5%以内是能够接受的。

初学者往往会产生错觉，以为分子模拟能真实再现所有原子过程并给出精确的实验结果。但其实经典力场本身是个十分粗糙的模型，它忽略了电子的运动，把原子看成是带电荷的球，分子间的作用通过一个简化的数学模型（Buckingham+coulomb）来表达，没有多体作用(可达~5%)，没有极化(可达1%)，请问你觉得这在多大程度上符合真实的原子结构和相互作用？一般来说， 我们使用分子力学模型并非是为了完全精确预测实验结果，而是来定性地研究某一性质的变化规律，或者现象背后的原子过程。即，关注相对值，而非绝对值。

我并不是不建议你调参数，相反我认为做模拟的都要尝试验证参数，可能的话通过拟合更多的实验数据来改进参数。但是在调参数的时候，要认识到力场模型的局限性，以及它的误差范围和精度范围。想像你拿的是一把最小刻度为cm的尺子，而两根棍子的长度差别是几个mm。你能得到精确的结果吗?

[ Last edited by ChemiAndy on 2011-10-26 at 11:32 ]
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4楼2011-10-26 23:52:22
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pengyong2010

金虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by ChemiAndy at 2011-10-26 23:52:22:
MS中的Gulp模块适合你。

看看手册吧。我也没用过。

晶体结构(a,b,c)4%的误差是稍微有点大。拟合力场晶体结构方面的偏差一般能达到2%以内，密度方面小于5%, 晶格能方面小于10%。因为必须考虑实验值也是有误差 ...

你好！你的回答让我茅塞顿开，非常感谢！
    我研究的是材料的缺陷，是化学缺陷，不是物理缺陷，举个例子吧：1、研究晶体中某个原子的取代，某个原子的空缺，某个原子离开自己的位置跑到间隙去了等等一系列的问题，然后计算这个过程产生的能量，再举个例子吧：2、当我向这个材料体系中去掺杂的时候，我要掺杂的离子（非常微量、基本不影响原材料体系的晶体结构）可能会占据原体系材料的那个位置，通过模拟计算得出能量值，然后就可以判断杂质离子可能会进入哪个位置，然后来指导我的实验。
    在这种情况下，我在选取势参数（原材料体系的）的时候，验证参数的合理性，应该考虑它的哪些因素？比如晶格常数、弹性模量、密度、结合能等等，你觉得哪个最重要，其实我也知道研究不同的内容，要求的不一样。也就是说选取的势参数不可能同时保证晶格常数、弹性模量、密度、结合能都和实验值想符合，在这种情况下，你觉得我在判断势参数合理性时，最应该关注哪一个参考量呢？目前我只考虑了晶格常数这一个参考量。
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5楼2011-10-27 09:53:02
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