Atomsk
Le couteau suisse pour les simulations atomiques
Le couteau suisse pour les simulations atomiques
Ce tutoriel explique comment interpoler les positions des atomes entre deux configurations.
▶ Pour plus d'informations, référez-vous à la page de documentation correspondante.
Dans ce tutoriel nous utiliserons l'exemple de la migration d'une lacune dans l'aluminium.
Supposons que nous ne disposons pas encore de configurations initiale et finale, nous allons donc commencer par les construire.
Commençons par la configuration initiale. Il s'agira simplement d'un cristal d'aluminium cfc contenant une lacune. Nous utilisons le mode "--create" pour générer la maille élémentaire, puis nous la dupliquons, et enfin nous supprimons un atome pour former une lacune :
atomsk --create fcc 4.02 Al -duplicate 10 10 10 -rmatom 1 initial.cfg
Cette configuration initiale peut être visualisée avec Atomeye ou OVITO. Ci-dessous les atomes sont colorés en fonction de leur coordinance, de sorte que les atomes autour de la lacune apparaissent en rouge :
Maintenant préparons la configuration finale, cette fois en supprimant l'atome numéro 2 :
atomsk --create fcc 4.02 Al -duplicate 10 10 10 -rmatom 2 final.cfg
Ainsi nous avons construit des configurations initiale et finale, dans lesquelles la lacune est à deux positions voisines différentes.
Maintenant que nous avons les configurations initiale et finale, nous pouvons utiliser le mode "--interpolate" de Atomsk pour générer des configurations intermédiaires entre elles. Ce mode requiert le nom des fichiers correspondant aux configurations initiale et finale, le nombre de configurations intermédiaires à construire, et le format des fichiers de sortie. Par exemple, pour générer 7 configurations au format CFG nous pouvons utiliser :
atomsk --interpolate initial.cfg final.cfg 7 cfg
Atomsk va générer 9 nouveaux fichiers. Le premier nommé "initial_img0.cfg" sera identique à la configuration initiale. Les configurations "initial_img1.cfg" à "initial_img7.cfg" sont les 7 configurations intermédiaires demandées. Enfin, le fichier "initial_img8.cfg" sera identique à la configuration finale. Vous pouvez changer le nombre de configurations intermédiaires à votre convenance. Notez que Atomsk effectue une interpolation linéaire des positions des atomes, ce qui veut dire que toutes les positions intermédiaires sont situées le long d'un segment rectiligne entre la position initiale et la position finale, et sont toutes équidistantes.
Si vous ouvrez la première configuration ("initial_img0.cfg") avec OVITO, celui-ci ouvrira toute la séquence de fichiers. Vous pouvez alors faire glisser le curseur pour naviguer entre les différentes configurations, ou générer une animation comme celle ci-dessous.
L'interpolation peut être effectuée entre n'importe quels types de configurations : une lacune ou un interstitiel se déplaçant d'un site à un autre, une dislocation franchissant sa vallée de Peierls, et ainsi de suite. Il peut être utile de préparer des configurations intermédiaires en vue d'un calcul de type point col (par exemple avec la méthode Nudged Elastic Band ou NEB), ou simplement pour rendre plus fluide une animation entre deux configurations.
