基于蒙特卡罗模拟的离子导体热力学与动力学特性

刘金平, 蒲博伟, 邹喆乂, 李铭清, 丁昱清, 任元, 罗亚桥, 李杰, 李亚捷, 王达, 何冰, 施思齐

Investigating thermodynamic and kinetic properties of ionic conductors via Monte Carlo simulation

Jinping LIU, Bowei PU, Zheyi ZOU, Mingqing LI, Yuqing DING, Yuan REN, Yaqiao LUO, Jie LI, Yajie LI, Da WANG, Bing HE, Siqi SHI

表1 MC模拟与MD模拟的对比[18-20, 28-32]

Table 1 Comparison between MC simulation and MD simulation[18-20, 28-32]

对比项目 MD模拟 MC模拟 第一原理MD模拟 平均场MD模拟 GCMC模拟 KMC模拟 目的 模拟系统/结构的演变 初衷 为了计算统计力学里的系综平均 统计原理 时间的平均 系综的平均 方法 精确地计算出下一时刻离子的分布 “试”出每个MC步后相对合理的离子分布，或者计算出每种构型出现的期望 具体操作 计算出某个时刻离子的运动状态。选定最小时间单元统计，得到样本数据 通过计算体系的转变概率或者离子的迁移概率，更新体系的状态，有时也会根据转换概率值对应到真实时间的变化 模拟时间尺度 飞秒～皮秒 飞秒～纳秒 皮秒～小时 模拟对象尺度 微观 微观～介观 微观～宏观 模拟关注点 原子运动轨迹 体系组态迁移 应用范围 离子迁移，晶体生长，缺陷生成，材料老化等