基于lammps构建合金的掺杂模型

1.合金的掺杂

背景：氢脆和氦脆是影响金属疲劳寿命和力学、热学性质的重要因素之一。同时一些非金属元素也常作为固溶体来改善金属的性能。从分子层面研究金属掺杂对金属结构的影响是非常重要的。我们可以通过试验数据比较，进行随机掺杂、指定位置掺杂等。可以计算掺杂原子的形成能垒，掺杂后对周围原子的势能和结构分布畸变、力学性能、热导率等，研究掺杂原子对结构的改变而引起的力学、热学和辐照性能的影响。下面将以NI中掺杂H为例。

2具体实施方式：

2.1. 通过ATOMSK、lammps、MS等方式可以建立自己想要的合金或纯金属模型，比如以lammps建立NI：

此时Ni的结构为FCC，默认按照初始元胞沿x方向 40倍，y、z方向24倍。通过write_datas输出文件到ovtio中进行观察。

2.2. 通过自己的需要，通过编程或者lammps中的create_atom进行掺杂

如：create_atoms 2 random 50 12345 NULL overlap 0.8 maxtry 50

表示在全体区域插入类型为2的原子50个，最小距离为0.8，如果是metal单位，即是0.08nm。而通过自定义编程能实现更多可能性。比如下面通过python程序实现的在Ni原子0.2晶格距离处掺杂H原子。此时可以通过自定义H原子的数量、位置等信息。同时通过TEM、XRD等实验手段观测到的团簇或者具有特定的分布函数，也可以通过编程现实。

2.3在完成掺杂后可以采用displace_atoms等方式计算掺杂原子的移动能垒、也可以进一步计算其辐照、力学、热学性能。

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