【lammps案例】石墨烯单轴拉伸-优快云博客

本文介绍了一种使用LAMMPS软件建立石墨烯模型的简单过程，适用于初学者。主要内容包括基本参数设置、建模、势函数设置、能量最小化等八个步骤，并提供了完整的输入文件。

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石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）

本文是介绍一种石墨烯模型的lammps简单建立过程，该教程适合于新手，如过程有误，还望专业前辈提出不足！

下图为本文建立的高石墨烯模型

拉伸过程

放松过程

基本思路

#	主要分为8个步骤
1	基本参数设置
2	建模
3	势函数设置
4	能量最小化
5	温度初始化
6	计算设置
7	结构驰豫
8	拉伸设置

完整代码

完整in文件如下

#---------1 基本参数--------------------------------------units metaldimension 3 #维度boundary p p pneighbor 0.3 binneigh_modify delay 0timestep 0.001#---------------------------------------------------------#---------2 建模------------------------------------------region box block 0 50 0 50 -5 5 units boxcreate_box 3 boxlattice custom 2.4768 a1 1.0 0.0 0.0 a2 0.0 1.732 0.0 a3 0.0 0.0 1.3727 &basis 0.0 0.33333 0.0 &basis 0.0 0.66667 0.0 &basis 0.5 0.16667 0.0 &basis 0.5 0.83333 0.0region graphene block 0 50 0 50 -1 2 units boxcreate_atoms 1 region graphenemass             * 12region left block INF 4 INF INF INF INF units boxgroup left region leftregion right block 46 INF INF INF INF INF units boxgroup  right region rightgroup boundary union left rightgroup mobile subtract all boundaryset  group left type 2set  group right type 3#------------------------------------------------------#------------3 势函数设置------------------------------pair_style  airebo 3.0 0 0pair_coeff  * * CH.airebo C C C#------------------------------------------------------#------------4 能量最小化------------------------------min_style cgminimize  1e-10 1e-10 5000 5000#------------------------------------------------------#------------5 温度初始化------------------------------velocity mobile create 300 4928459 dist gaussian units boxvelocity left set 0.0 0.0 0.0 units boxvelocity right set 0.0 0.0 0.0 units box#------------------------------------------------------#------------6 计算设置--------------------------------compute 1 all stress/atom NULLcompute  2 all reduce sum c_1[1] c_1[2]variable  CorVol equal ly*lx*3.35variable  sigmaxx equal c_2[1]/(v_CorVol*10000)variable px equal -pxx/10000#应变variable l_x equal lxvariable lx0 equal ${l_x}variable strain equal (lx-v_lx0)/v_lx0#------------------------------------------------------#------------7 结构弛豫--------------------------------fix   1 boundary setforce 0 0 0fix   2 all npt temp 300 300 0.01 iso 0 0 0.1thermo   1000thermo_modify  lost ignoredump   1 all atom 1000 relax.lammpstrjrun     10000unfix  2undump  1reset_timestep  0#------------------------------------------------------#------------8 拉伸设置--------------------------------thermo_style custom step press v_strain v_px v_sigmaxx temp lx ly lz volthermo  100fix      2 all nvt temp 300 300 0.01fix      3 all deform 200 x erate 0.05 remap xdump     1 all atom 500 algp.lammpstrjrun      10000