[发明专利]一种构建混合型位错原子结构的方法

摘要

本发明公开了一种构建混合型位错原子结构的方法。该方法的主要内容包括，在给定包含晶体模型的原子结构信息的文件的前提下，利用C/C++语言提取该文件中的晶体模型原子结构信息，自动计算出在该晶体模型特定位置特定方位包含拟构建混合型位错的原子坐标，然后按分子动力学软件能识别的文件格式输出数据到文件。本发明可方便快捷地在晶体模型内部任意位置直接构建任意位向、任意组态的一个或多个混合型位错，为分子动力学及其它计算机仿真技术对位错行为的精准研究创造了有利条件。

主权项

1.一种构建混合型位错原子结构的方法，其特征在于该方法在给定包含晶体模型的原子结构信息的文件的前提下，使用编程语言提取晶体模型的原子结构信息，自动计算出在晶体模型内部包含拟构建的混合型位错的原子坐标，然后按分子动力学软件能识别的文件格式输出文件，包含以下主要步骤：步骤一：准备包含晶体模型的原子结构信息的文件；步骤二：使用编程语言提取上述文件中的原子结构信息，将坐标系原点移动到拟构建的混合型位错线上；旋转坐标系，使x轴在位错线的滑移方向上，y轴垂直于位错滑移面，然后计算晶体模型内所有原子在新坐标系中的坐标值；步骤三：设定混合型位错周围晶格扭曲明显的区域在x和y方向的范围为2a×2b，设拟构建的混合型位错的位错线在向量[efg]方向上，位错的滑移方向为[uvw]，位错的滑移面为(hkl)，设在新坐标系中位错线上的点的x坐标随坐标z值的变化为x=z/a，根据向量投影关系，计算出a值：，为构成混合型位错，晶体模型内的原子要进行相应的位移，本方法根据位错周围原子分布的特点，提出以下计算原子位移量的公式，设在x方向的位移为q，y方向和z方向不发生位移，计算公式如下：设x’=x‑z/a，当‑a≤x’≤a且0≤y≤b时，q=‑d/4×x’/a×(1‑ y/b)，当x’>a且0≤y≤b时，q=‑d/4×(1‑y/b)，当x’<‑a且0≤y≤b时，q=d/4×(1‑y/b)，当y>b时，q=0，当‑a≤x’≤a且‑b≤y<0时，q=d/2+d/4×x’/a×(1+y/b)，当x’>a且‑b≤y<0时，q=d/2+d/4×(1+y/b)，当x’<‑a且‑b≤y<0时，q=d/2‑d/4×(1+y/b)，当y<‑b时，q=d/2，其中，d为拟构建位错的Burgers矢量的长度；步骤四：根据上面计算得到的每个原子的位移值，计算晶体模型内所有原子位移后的坐标值，由此构建出相应位向的混合型位错；步骤五：按照步骤二的逆向移动坐标系，使坐标系恢复成原来的位向，为新的操作做准备；步骤六：按分子动力学软件能识别的格式输出数据到文件。