SPPARKS 薄膜沉积
用官方表面扩散模型的小版本,展示入射、成功与失败沉积、势垒和真实表面形貌。
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下载SPPARKS实操包。包内含78个真实计算条件、原始输入/轨迹/统计、独立提取脚本和11张结构与数据图。每篇建议从新的解压目录开始;已经完整计算过的目录不要再次执行同名条件,以免混入旧结果。
1. 模型与输入#
本例把官方薄膜输入缩小为1920个三角晶格站点,保留原势垒表。底部初始占据,上方state=3区域用于避免周期边界把上边界误当作沉积表面。
seed 60001
app_style diffusion nonlinear hop
dimension 2
lattice tri 2.42
region box block 0 40 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site value 1
region bottom block INF INF INF 1.0 INF INF
set site value 2 region bottom
region top block INF INF 22.9 INF INF INF
set site value 3 region top
solve_style tree
sector no
deposition event 0.000000002 0 -1 0 1.0 1 5
temperature 0.0216
diag_style energy
diag_style diffusion
diag_style propensity
stats 1.0e10
dump 1 text 1.0e10 dump.sites
barrier hop * 0 2000.
barrier hop * 1 1000.
barrier hop 1 1 0.45
barrier hop 1 2 0.05
barrier hop 1 3 0.025
barrier hop 1 4 0.01
barrier hop 1 5 0.005
barrier hop 2 2 0.45
barrier hop 2 3 0.38
barrier hop 2 4 0.31
barrier hop 2 5 0.005
barrier hop 3 2 0.910
barrier hop 3 3 0.850
barrier hop 3 4 0.710
barrier hop 3 5 0.200
barrier hop 4 2 1.340
barrier hop 4 3 1.210
barrier hop 4 4 0.960
barrier hop 4 5 0.480
barrier hop 5 2 1.400
barrier hop 5 3 1.020
barrier hop 5 4 0.930
barrier hop 5 5 0.760
run 1.0e11
deposition event把入射与迁移一起放入事件驱动KMC,此方式使用单MPI进程。batch是另外的并行沉积方式,不能把这条event输入直接多进程运行。
入射方向0、−1、0朝下;d0是轨迹捕获距离,最后1、5是允许的配位范围。势垒按跳跃前后配位给出。这个例子没有额外设置ecoord能量表,默认能量表为0,形貌竞争主要来自给定势垒和入射事件;不是已经标定的材料势函数。
2. 实际运行#
bash run.sh deposition-T0.0216-s60001
head -n 30 work/deposition-T0.0216-s60001/stdout.log
T=0.0216、0.0432各三种子。示例采用官方参数形式和模型时间;想把它解释为具体材料的温度、秒或nm/s,需要给出能量、长度和尝试频率的标定。

seed=60001的实际末态,空位、占据位和保护边界分别绘制,没有用装饰性表面图替代计算结构。
3. 提取事件与画图#
bash run-all.sh
ls figures/deposition-*.png
两个温度seed=60001、实际时间1e11时:
| T | 成功沉积 | 失败尝试 | 最近邻跳跃 | 末态占据 |
|---|---|---|---|---|
| 0.0216 | 178 | 30 | 289 | 298 |
| 0.0432 | 175 | 35 | 961430 | 295 |
初始占据均为120,所以末态占据=120+成功沉积。并不是每次入射都能找到符合配位和捕获距离的站点;FailedDep是实际发生但没有加上原子的尝试。

相近的成功沉积数量下,较高模型温度的迁移事件明显更多;三条种子曲线分别保留。
超过百万的 1stHops可能以六位有效数字打印,例如1.04742e6。整数 Naccept 与其他计数合起来可恢复事件平衡;不要把打印舍入造成的几个事件差值误判成丢事件。
相关入口:SPPARKS专题、官方文档、08Oct25源码版本。本专题使用有限小模型解释操作和输出,不把这些数字当作已收敛材料参数。