NOTE 32-00-00 · Cu 표면 경쟁 흡착 시리즈 개요
1. 일반 사항
A. 목적
- 이 시리즈는 Cu 표면 위 벤젠-에탄올 경쟁 흡착을 분자동역학으로 계산하는 프로토콜과 입력 파일을 다룬다.
- 이 시리즈는 힘장과 정전기 처리 방식이 계면 흡착에 주는 영향을 따로 떼어 비교한다.
B. 적용 범위
- 다음 네 가지 조합을 비교한다.
| 힘장 (Force field) |
정전기 방법 |
약칭 |
| OPLS-AA |
PPPM |
OPLS+PPPM |
| OPLS-AA |
MSM |
OPLS+MSM |
| TraPPE-UA |
PPPM |
TraPPE+PPPM |
| TraPPE-UA |
MSM |
TraPPE+MSM |
- 네 조합 모두 같은 다섯 단계 프로토콜을 따른다. 순서는 소프트 완화 → 에너지 최소화 → 단계적 가열 → 평형화 → production 이다.
C. 결과 요약
inputs/ 의 다섯 단계 입력은 공개된 opls.data 로 끝까지 실행된다.
경고
opls.data 는 Cu 슬랩 구조와 일부 OPLS-AA 계수가 틀려 있다. 실행은 오류 없이 끝나지만 결과는 표준 힘장의 결과가 아니다. 각 장에 해당 내용을 함께 적었다(1장, 3장).
2. 준비 정보
A. 필요한 개념
- LAMMPS 기초(NOTE 31-01-00 ~ 31-08-00).
- 고전 힘장, 부분 전하, 장거리 정전기의 기본 개념.
B. 참조 자료
이 시리즈는 주로 다음 문헌을 바탕으로 한다. 인용 시 아래 문헌을 참고한다.
| 참조 |
제목 |
| Jorgensen 외 (1996) |
W. L. Jorgensen, D. S. Maxwell, J. Tirado-Rives, "Development and Testing of the OPLS All-Atom Force Field on Conformational Energetics and Properties of Organic Liquids", J. Am. Chem. Soc. 118, 11225-11236 (1996). DOI: 10.1021/ja9621760 |
| Chen 외 (2001) |
B. Chen, J. J. Potoff, J. I. Siepmann, "Monte Carlo Calculations for Alcohols and Their Mixtures with Alkanes. Transferable Potentials for Phase Equilibria. 5. United-Atom Description of Primary, Secondary, and Tertiary Alcohols", J. Phys. Chem. B 105, 3093-3104 (2001). DOI: 10.1021/jp003882x |
| Rai, Siepmann (2007) |
N. Rai, J. I. Siepmann, "Transferable Potentials for Phase Equilibria. 9. Explicit Hydrogen Description of Benzene and Five-Membered and Six-Membered Heterocyclic Aromatic Compounds", J. Phys. Chem. B 111, 10790-10799 (2007). DOI: 10.1021/jp073586l |
| Heinz 외 (2008) |
H. Heinz, R. A. Vaia, B. L. Farmer, R. R. Naik, "Accurate Simulation of Surfaces and Interfaces of Face-Centered Cubic Metals Using 12-6 and 9-6 Lennard-Jones Potentials", J. Phys. Chem. C 112, 17281-17290 (2008). DOI: 10.1021/jp801931d |
| Thompson 외 (2022) |
A. P. Thompson 외, "LAMMPS - a flexible simulation tool for particle-based materials modeling at the atomic, meso, and continuum scales", Comput. Phys. Commun. 271, 108171 (2022). DOI: 10.1016/j.cpc.2021.108171 |
C. 사용 프로그램
| 항목 |
내용 |
| LAMMPS |
23 Jun 2022 이후 안정 버전 (MOLECULE, KSPACE, RIGID 패키지. UROPS run 처럼 Cu-Cu 에 EAM 을 쓰면 MANYBODY 도) |
| 입력 확인에 쓴 버전 |
LAMMPS 22 Jul 2025 |
| MPI |
40코어 워크스테이션에서 mpirun -np 40 |
| 세션 관리 |
오래 걸리는 실행은 tmux 안에서 |
D. 관련 파일
| 항목 |
용도 |
opls.data |
OPLS-AA 데이터 파일 (공개) |
inputs/ |
다섯 단계 입력 |
3. 노트 목록
| 노트 번호 |
제목 |
내용 |
| NOTE 32-01-00 |
시스템 개요 |
화학적 배경과 시뮬레이션 셀 구성 |
| NOTE 32-02-00 |
데이터 파일 구조 |
opls.data, trappe.data 비교 |
| NOTE 32-03-00 |
힘장 비교 |
OPLS-AA와 TraPPE-UA의 차이 |
| NOTE 32-04-00 |
정전기 방법 |
PPPM과 MSM, 슬랩 보정 |
| NOTE 32-05-00 |
5단계 프로토콜 |
단계별 이유와 입력 명령어 |
| NOTE 32-06-00 |
4가지 프레임워크 비교 |
조합별 차이와 선택 기준 |
| NOTE 32-07-00 |
분석 방법 |
RDF, 밀도 프로파일, SEI, 계면 장력 |
| NOTE 32-08-00 |
트러블슈팅 |
자주 나는 오류와 원인 진단 |