lammps教程：hcp类型晶格建模缺陷及解决方案

大家好，我是小马老师。
lammps自带建模命令，对于一些常用的晶格如fcc、bcc等可以很方便地构建晶体模型。
但是，对于hcp类型的晶体，lammps在细节上处理的不够完美。
虽然都是hcp结构，不同元素的hcp晶格常数差别较大，如：

确定hcp结构，需要两个参数：a和c/a,或者a和c。
在lammps中，hcp类型的晶格只能设置一个参数a，另一个参数c/a默认为一个定值：sqrt(8/3)，显然不能满足要求。

sqrt(8/3）接近Mg的参数，因此，使用lammps建立Mg的结构基本没问题：
lattice hcp 3.2
建其它类型的hcp晶体模型误差就会比较大。
解决的方法方案有两种，一是使用atomsk建模，atomsk可以设置hcp晶格的两个参数，二是自定义晶格常数。
下面给出第二种解决方法，自定义不同类型的hcp晶格：

variable a1 equal 3.2
variable a3 equal 1.6235
lattice custom ${a1} a1 1.0 0.0 0.0 a2 0.0 1.732 0.0 a3 0.0 0.0 ${a3} &
basis 0.0 0.0 0.0 &
basis 0.5 0.5 0.0 &
basis 0.5 0.83333 0.5 &
basis 0.0 0.33333 0.5

在使用时，只需要输入a1（a）和a3（c/a）的值即可。
下面以Mg为例：

#hcp自定义晶格演示，公众号：lammps加油站
units             metal
dimension         3
boundary          p p p
#自定义hcp晶格
#a1：c
#a3:c/a
variable a equal 3.2
variable c equal 1.6235
lattice custom ${a} a1 1.0 0.0 0.0 a2 0.0 1.732 0.0 a3 0.0 0.0 ${c} &
basis 0.0 0.0 0.0 &
basis 0.5 0.5 0.0 &
basis 0.5 0.83333 0.5 &
basis 0.0 0.33333 0.5region            box block 0 10 0 10 0 10
create_box        1 box
create_atoms      1 box
mass              1 24
write_data        Mg.data

公众号：lammps加油站

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