分子动力学模拟中常用的势能函数包括:
Lennard-Jones (LJ) 势:用于描述惰性气体分子之间相互作用的经验势能函数,公式为 (4\epsilon\left[\left(\frac{\sigma}{r}\right)^{12} - \left(\frac{\sigma}{r}\right)^6\right]),其中 (\epsilon) 是深度,(\sigma) 是项点距离,(r) 是两个原子之间的距离。
Buckingham 势:一种可以描述离子晶体中离子间相互作用的势能函数,公式为 (A\exp(-r/\rho) - \frac{C}{r^6}),其中 (A)、(\rho) 和 (C) 是势函数参数。
Morse 势:用于描述双原子分子的振动,公式为 (V(r) = D_0\left[1 - \exp\left(-a(r - r_0)\right)\right]^2),其中 (D_0) 是分子的解离能,(a) 是与原子振动相关的参数,(r_0) 是平衡距离。
Harmonic 势:用于描述原子在平衡位置附近的振动,公式为 (\frac{1}{2}k(r - r_0)^2),其中 (k) 是力常数,(r_0) 是平衡位置。
EAM (Embedded Atom Method) 势:用于描述金属系统中原子间相互作用的势能函数,考虑了周围原子对特定原子电子结构的影响。
Reactive Force Field (ReaxFF):一种可以处理化学反应的力场,能够模拟化学键的形成和断裂。
深度势能(Deep Potential):基于机器学习的方法,通过神经网络学习大量第一性原理计算数据来构建势能函数。
这些势能函数在不同的分子动力学模拟软件中被广泛使用,如LAMMPS、GROMACS、AMBER等。选择合适的势能函数对于模拟的准确性和效率至关重要。更多信息可以参考相关文档和教程,如 AuToFF-Manual documentation 和 CADD-Tutorial。
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