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# lammps MD script to perform the simulation of a molten salt (LiF) and compute the diffusion coefficient.
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# Author: DiegoDZ
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# References:
# Chemla effect in molten LiCl/KCl and LiF/KF mixtures by Ribeiro, Mauro C. C.
# Ion mobilities and microscopic dynamics in liquid (Li,K)Cl by Morgan, Ben Madden, Paul a.
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# PROBLEM SETUP
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units electron
dimension 3
boundary p p p
timestep 1.0
atom_style charge
neigh_modify delay 0 every 1
kspace_style ewald 0.0001
variable convert equal 2.8*1.0e-6 # It will be used to obtain the output in the desired units.
variable dt equal 1.0
###########################
# Region, groups and atoms
###########################
# Ions Li+ (1)
lattice fcc 15.25 origin 0 0 0
region box block 0 4 0 4 0 4
create_box 2 box
create_atoms 1 box
# Ions F- (2)
lattice fcc 15.25 origin 0.5 0 0
create_atoms 2 box
mass 1 6.9417
mass 2 18.9984
set type 1 charge 1
set type 2 charge -1
group 1 id 1
group 2 id 2
########################
# Interaction potential
########################
pair_style born/coul/long 15
pair_coeff 1 1 3.6358 0.56598 0 0.0764091 -0.1122
pair_coeff 2 2 15.4539 0.56598 0 15.17715 0
pair_coeff 1 2 8.4162 0.56598 0 0.8373600 0
######################
# Initial temperature
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velocity all create 800 97287
#The create style generates an ensemble of velocities using a random number generator with the specified seed as the specified temperature.
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# SIMULATION
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# Equilibration NPT (25 ps)
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fix npt all npt temp 800 1123 10 iso 0 0 100
thermo 100
dump npt all atom 100 dump.npt.lammpstrj
run 25000
unfix npt
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# Equilibration NVT (25 ps)
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fix nvt all nvt temp 1123 1123 10
thermo 100
#dump nvt all atom 100 dump.nvt.lammpstrj
run 25000
unfix nvt
write_restart restart.equilibration.dif
reset_timestep 0
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# Compute the diffusion coefficient using two methods.
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fix nve all nve
compute msd 1 msd com no
variable D equal c_msd[4]/6/(step*${dt}+1.0e-6)*${convert}
fix 1 1 vector 10 c_msd[4]
variable fitslope equal slope(f_1)/6/(10*${dt})*${convert}
variable Time equal step*${dt}*1.0e-6 # Time in nanoseconds (1fs=1.0e-6 ns)
thermo_style custom step v_Time temp press c_msd[4] v_D v_fitslope
thermo 1000
run 2000000
#EOF