DP-GEN专题

DP-GEN层错路径自动测试

用镍111面沿实际11负2方向的五个滑移点,演示gamma生成、受限优化和相对薄板能量提取。

更新于 2026-11-11约 2 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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本篇在同一个自动性质测试实例包中演示gamma层错路径。先完成基础体相优化,再运行5个实际滑移构型。这里是一条稀疏滑移线,不是完整二维γ面,也不足以确定稳定和非稳定层错能的收敛值。

1 生成和运行#

cat templates/gamma.json
bash gamma.sh
{
  "structures": [
    "confs/Ni-fcc"
  ],
  "interaction": {
    "type": "eam_alloy",
    "model": "__ROOT__/NiAlH_jea.eam.alloy",
    "type_map": {
      "Ni": 0
    }
  },
  "properties": [
    {
      "type": "gamma",
      "miller_index": [
        1,
        1,
        1
      ],
      "displace_direction": [
        1,
        1,
        2
      ],
      "lattice_type": "fcc",
      "supercell_size": [
        1,
        1,
        4
      ],
      "min_vacuum_size": 12,
      "n_steps": 4
    }
  ]
}

当前版本在方向字典中使用miller_index=[1,1,1]、displace_direction=[1,1,2]作为家族标签,内部实际x轴取[1,1,-2],面法向为[1,1,1]。这里的112是该版本的标签,不要据此说滑移沿不在面内的字面向量[1,1,2]。 直接把带负号的方向填入该字典会被当前程序拒绝。

n_steps=4把一个完整面内晶格矢量分为4份,连同起点共5个构型;supercell_size=[1,1,4]与12Å真空构建有限薄板。默认add_fix=["true","true","false"]固定x/y方向受力,使优化只沿z调整,避免滑移构型在面内自由回退。

2 读取实际路径结果#

cat confs/Ni-fcc/gamma_00/result.out
cat confs/Ni-fcc/gamma_00/task.000001/in.lammps
cat reference-data/Ni-fault-line.csv
bash plot.sh

同一薄板参考下五个真实滑移构型的层错能

位移/完整晶格矢量 相对能/J/m²
0 0
0.25 0.178129
0.50 0.642310
0.75 0.938813
1.00 0

该路径最大采样值约0.939J/m²,只是这5点中最大值。不能把它直接称为真实能垒最大值,也不能把0.25点当作稳定层错位置。应加密位移、增加薄板厚度并检查局部极值。

3 参考能与单位#

原生相对值使用相同薄板的零滑移能量:γ(u)=[E(u)−E(0)]/A,再转换为J/m²。它与表面能的E薄板−N×E体相每原子以及双表面分母2A不同,不能混用。完整平移末点回到零,体现本例面内晶格平移周期。

下载层错路径CSV。适用方向和构建方式可对照DP-GEN官方Gamma实现。

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