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MagicDislocation: An atom-operation-oriented framework for customized dislocation configuration construction
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AI
DOI：10.1016/j.commatsci.2026.114920.png)
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摘要
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构建用于原子尺度模拟的自定义位错构型耗时较长，尤其是在非标准几何构型、特定惯习面、原子层插入或删除，或向已有缺陷的晶胞中引入位错的情况下。现有工具采用单操作范式，在一步中应用完整的位移场，这对标准情况有效，但在需要一系列协调且可检查的中间步骤时难以应用。我们提出MagicDislocation，一个面向原子操作框架及其对应的软件实现，将自定义位错构建视为结构化的多步过程。MagicDislocation将位错几何构型、用户定义的S平面和伯格斯矢量映射为明确的原子层操作：层化、空间选择、原子层插入或删除以及伯格斯矢量位移。三种可组合的工作流（Displace、Add-Displace、Delete-Displace）覆盖了位移型、间隙型和空位型位错。每次操作后的交互式可视化和基于YAML的参数记录确保了透明度和可重复性。实现中使用各向同性沃尔特拉近似的立体角项进行拓扑位移；构型携带正确的伯格斯矢量特征并弛豫至稳定结构，如受驱动弹性带计算所确认。我们在四个示例中展示了该框架：用于NiCoCr中交叉滑移的跨越两个惯习面的肖克莱不全位错环、需要在体心立方TaNbMoW中进行平面特定层插入的间隙位错环、需要在SrTiO₃中进行电荷感知层删除的空位型位错，以及引入到已有纳米空洞晶胞中的正弦波形状位错。总之，MagicDislocation为需要协调几何构型和层操作控制的构型构建提供了一条透明、可检查且可重复的途径，补充了计算材料学研究中现有的单操作工具。
Keyword:
Dislocation construction
Volterra theory
Molecular dynamics
Atomistic modeling
Toolkit
期刊
IF:
3.3
论文数:
1.4W
被引数:
3.6W
机构
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