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potfit

Relaxierte Grenzflächenstrukturen von Aluminiumoxid: potfit verwendet quantenmechanisch berechnete Strukturen (a und b) zur Optimierung eines Kraftfeldes, welches dann zur Simulation (c und d) eingesetzt werden kann.

potfit ist ein Programm zur Erstellung effektiver atomistischer Potenziale für kondensierte Materie aller Art. Hierbei gehen wir von parametrisierten Modellpotenzialen aus und passen die Parameter so an, dass sie quantenmechanisch berechnete Rückstellkräfte und andere Observable von verformten Referenzstrukturen  möglichst gut reproduzieren.

Bei der Entwicklung von potfit wurde eine Schnittstelle zu dem Ab-initio-Programmpaket VASP eingerichtet. Von dort können Energien, Kräfte und Spannungen der Referenz-Strukturen eingelesen werden. Die Potenzialparameter werden mit einer Kombination eines Conjugate-Gradient-ähnlichen Verfahrens und einer stochastischen Simulated-Annealing-Routine optimiert.

Innerhalb potfit existiert eine Vielzahl an sowohl analytischen als auch tabellierten Potenzial-Typen. Paar-, EAM- (Embedded Atom Method) oder AD-Potenziale (Angular Dependent Potentials) sind verfügbar. Darüberhinaus können elektrostatische Kraftfelder (Coulomb- und Dipol-Wechselwirkungen) berücksichtigt werden. Die generierten Kraftfelder können wir direkt in das Molekulardynamik-Paket IMD exportieren.

potfit ist eine freie, quelloffene Software, die unter der GNU General Public License (GPL) veröffentlicht ist. potfit ist in ANSI C geschrieben und mittels Message Passing Interface (MPI) parallelisiert. potfit wurde am Institut für Theoretische und Angewandte Physik (ITAP) implementiert und wird dort seither stetig weiterentwickelt.

Innerhalb des SFB 716 dient potfit hauptsächlich im Teilprojekt B.1, um Kraftefelder mit elektrostatisch induzierten Dipolmomenten zu erzeugen. Ein aktuelles Beispiel stellt ein neues Aluminiumoxid-Potenzial dar, welches momentan in Teilprojekt B.2 zur Simulation von Rissen eingesetzt wird.

 


Weitere Information unter
http://potfit.itap.physik.uni-stuttgart.de