GULP案例1：计算声子色散曲线和态密度

晶体结构高压相变的研究是一个重要的研究领域。近年来，随着高压实验技术水平的提高，特别是金刚石压砧技术的广泛应用，人们对高压结构相变的机理有了进一步的认识。但是如何判断一种材料或者一个结构是否稳定？

判断固体结构是否稳定，主要有三个判据：

1. 热力学稳定（相同条件下，焓值最低的结构为热力学稳定结构）；

2. 动力学稳定（声子谱在任意点均不出现虚频，表示动力学稳定）；

3. 力学稳定（相应晶体结构的力学稳定性判据大于0）。

只要同时满足这三个条件，才能判断固体结构是否稳定。

声子色散曲线的计算方法有：

1. 基于密度泛函理论的第一性原理方法可以从电子结构角度阐述电子结构的改变对于材料物性的影响。

主要软件包括：VASP、QE、CASTEP和Abinit等。

2. 基于牛顿力学或晶格动力学的的经典分子动力学方法可以从原子层次阐述原子结构的改变对于材料物性的影响。

主要软件包括：LAMMPS和GULP等。

由于在分子动力学模拟研究中使用的势函数的好坏直接决定了模拟的可靠性和精确程度，所以如何构建精确可靠的势一直以来都是分子动力学模拟研究方面的重点和热点，并且对势函数的验证也是非常重要的。

声子色散曲线的基本概念：

如果原胞中含有N个原子，则其声子色散关系应包含3N个分支，其中有3个声学支和（3N-3）个光学支。如对于纤锌矿（WZ）结构的ZnO，由于每个原胞都含有两个Zn原子和两个O原子，共两个原子，因此其声子谱均应该由３个代表原胞质心运动的声学支以及9个代表原胞内各原子相对于质心运动的光学支组成。

复现内容：

ZnO-WZ结构的声子色散曲线及态密度

期刊名字：

Journal of Physical Chemistry C

影响因子（IF）：4.126

中科院分区：2区

文献题目：

New ab initio based pair potential for accurate simulation of phase transitions in ZnO

论文链接：

New Ab Initio Based Pair Potential for Accurate Simulation of Phase Transitions in ZnO | The Journal of Physical Chemistry C

采用 GULP 软件计算的结果如下：

1. 声子色散曲线

2. 声子态密度DOS

下期内容将讲解如何通过GULP实现声子色散曲线和态密度DOS的计算，附上代码并对GULP输入文件的关键命令进行解释，欢迎大家关注！

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