LAMMPS eFF有效芯势ECP实例

eFF的ECP用有效芯势代替显式芯电子。本篇分别运行SiH4和CH4的两个小模型，展示s型与p型参数写法；这不是把第一性原理程序的赝势文件直接交给LAMMPS。

下载五篇共用的完整输入、科学数据与绘图包。先按照多电子波包篇的共用运行步骤提交一次，后续四篇读取同一批结果，不需要重复提交。

1. 查看结构和ECP角色#

cat inputs/ECP-Si-default/system.data
cat inputs/ECP-C-default/system.data

SiH4起始结构来自固定版LAMMPS的 examples/PACKAGES/eff/ECP/SiH4/data.SiH4，包中保留原件 SiH4-UPSTREAM-ORIGINAL.data 和原版许可证。中心Si为espin3、q4的伪芯，外围4个H核、8个显式电子；q4是有效价电荷，不是Si核电荷14。

完整SiH4结构：

Owned electronic-model input

13 atoms
3 atom types

-1000 1000 xlo xhi
-1000 1000 ylo yhi
-1000 1000 zlo zhi

Masses

1 28.086589324618735
2 1.0079400000000001
3 1

Atoms # electron

1 1 4 3 1.691398 0 0 0
2 2 1 0 0 -1.6198429999999999 1.6198429999999999 1.6198429999999999
3 2 1 0 0 -1.6198429999999999 -1.6198429999999999 -1.6198429999999999
4 2 1 0 0 1.6198429999999999 1.6198429999999999 -1.6198429999999999
5 2 1 0 0 1.6198429999999999 -1.6198429999999999 1.6198429999999999
6 3 0 1 1.984 -1.1452290000000001 1.1452290000000001 1.1452290000000001
7 3 0 -1 1.984 -1.1452290000000001 1.1452290000000001 1.1452290000000001
8 3 0 1 1.984 -1.1452290000000001 -1.1452290000000001 -1.1452290000000001
9 3 0 -1 1.984 -1.1452290000000001 -1.1452290000000001 -1.1452290000000001
10 3 0 1 1.984 1.1452290000000001 1.1452290000000001 -1.1452290000000001
11 3 0 -1 1.984 1.1452290000000001 1.1452290000000001 -1.1452290000000001
12 3 0 1 1.984 1.1452290000000001 -1.1452290000000001 1.1452290000000001
13 3 0 -1 1.984 1.1452290000000001 -1.1452290000000001 1.1452290000000001

C模型采用四面体，C−H输入键长1.09Å，换算为Bohr；电子中心取核间方向的0.7倍、宽度1.6Bohr。完整文件位于上面的C目录。两个结构均为固定单点模型，没有宣称已做DFT优化或代表平衡分子。沿用上游Si文件的电子质量1u只用于本篇静态单点，不能照搬作为动力学电子质量。

2. s型Si的完整显式参数输入#

units electron
atom_style electron
atom_modify map array
boundary p p p
read_data system.data
pair_style eff/cut 40.0 ecp 1 Si
pair_coeff * *
pair_coeff 1 s 0.320852 2.283269 0.814857
comm_modify vel yes
compute components all pair eff/cut
compute packet all property/atom espin eradius ervel erforce
compute effectiveT all temp/eff
compute effectiveP all pressure effectiveT
thermo 1
thermo_style custom step pe temp press c_components[1] c_components[2] c_components[3] c_components[4]
thermo_modify norm no temp effectiveT press effectiveP format float %.17g
run 0
write_dump all custom final.dump id type q x y z fx fy fz c_packet[*] modify sort id format float %.17g

ecp 1 Si把原子类型1映射为Si有效芯；pair_coeff 1 s ...给出该形式的三个参数。本例另运行省略显式参数的默认分支，完整输出字段和能量一致。

3. p型C的完整显式参数输入#

units electron
atom_style electron
atom_modify map array
boundary p p p
read_data system.data
pair_style eff/cut 40.0 ecp 1 C
pair_coeff * *
pair_coeff 1 p 22.721015 0.728733 1.103199 17.695345 6.693621
comm_modify vel yes
compute components all pair eff/cut
compute packet all property/atom espin eradius ervel erforce
compute effectiveT all temp/eff
compute effectiveP all pressure effectiveT
thermo 1
thermo_style custom step pe temp press c_components[1] c_components[2] c_components[3] c_components[4]
thermo_modify norm no temp effectiveT press effectiveP format float %.17g
run 0
write_dump all custom final.dump id type q x y z fx fy fz c_packet[*] modify sort id format float %.17g

这里用 pair_coeff 1 p ... 的五个参数。原子类型编号必须与结构中的伪芯类型一致；不能把Si的s参数直接放到C的p形式。

两个模型的芯表示和能量参照不同，这张表用于说明参数读取一致，不用于比较哪种分子更稳定。

4. 空间与宽度的两个力通道#

cat inputs/ECP-Si-default/final.dump
cat inputs/ECP-C-default/final.dump

对每个模型，实际计算一个H核x坐标±1e−5Bohr和一个显式电子宽度±1e−5Bohr的四个附加单点。前者比较fx，后者比较 c_packet[4]，全部使用总有效势的中心差分。默认与显式参数还比较全部粒子字段，而非只看总能。

已有原生结果时，只重新提取和画图：

module load sisl/0.16.4
python analyze.py
python plot.py

这一步读取实际结果，不重新运行原生模拟。

这些例子覆盖两种参数形式及基本读取方法，其他元素需要依据适用的eFF/ECP参数来源选择，不能由这两个模型外推精度。参考LAMMPS eFF/ECP语法与参数。