potentials/albe.h

   1 /*
   2  * albe.h - albe potential header file
   3  *
   4  * author: Frank Zirkelbach <frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de>
   5  *
   6  */
   7
   8 #ifndef ALBE_H
   9 #define ALBE_H
  10
  11 #define ALBE_MAXN       16*27
  12
  13 /* albe exchange type */
  14 typedef struct s_albe_exchange {
  15
  16         t_3dvec dist_ij;
  17         double d_ij2;
  18         double d_ij;
  19
  20         t_3dvec dist_ik[ALBE_MAXN];
  21         double d_ik2[ALBE_MAXN];
  22         double d_ik[ALBE_MAXN];
  23
  24         double f_c_ik[ALBE_MAXN];
  25         double df_c_ik[ALBE_MAXN];
  26
  27         double g[ALBE_MAXN];
  28         double dg[ALBE_MAXN];
  29         double cos_theta[ALBE_MAXN];
  30
  31         double *gamma_i;
  32         double *c_i;
  33         double *d_i;
  34         double *h_i;
  35
  36         double ci2;
  37         double di2;
  38         double ci2di2;
  39
  40         double zeta_ij;
  41         double pre_dzeta;
  42
  43         int kcount;
  44 } t_albe_exchange;
  45
  46 /* albe mult (2!) potential parameters */
  47 typedef struct s_albe_mult_params {
  48         double S[2];            /* albe cutoff radii */
  49         double S2[2];           /* albe cutoff radii squared */
  50         double R[2];            /* albe cutoff radii */
  51         double Smixed;          /* mixed S radius */
  52         double S2mixed;         /* mixed S radius squared */
  53         double Rmixed;          /* mixed R radius */
  54         double A[2];            /* factor of albe attractive part */
  55         double B[2];            /* factor of albe repulsive part */
  56         double r0[2];           /* r_0 */
  57         double Amixed;          /* mixed A factor */
  58         double Bmixed;          /* mixed B factor */
  59         double r0_mixed;        /* mixed r_0 */
  60         double lambda[2];       /* albe lambda */
  61         double lambda_m;        /* mixed lambda */
  62         double mu[2];           /* albe mu */
  63         double mu_m;            /* mixed mu */
  64
  65         double gamma[2];
  66         double gamma_m;
  67         double c[2];
  68         double c_mixed;
  69         double c2[2];
  70         double c2_mixed;
  71         double d[2];
  72         double d_mixed;
  73         double d2[2];
  74         double d2_mixed;
  75         double h[2];
  76         double h_mixed;
  77         double c2d2[2];
  78         double c2d2_m;
  79
  80         t_albe_exchange exchange;       /* exchange between 2bp and 3bp calc */
  81 } t_albe_mult_params;
  82
  83 /* function prototypes */
  84 int albe_mult_set_params(t_moldyn *moldyn,int element1,int elemnt2);
  85 int albe_mult_3bp_j1(t_moldyn *moldyn,t_atom *ai,t_atom *aj,u8 bc);
  86 int albe_mult_3bp_k1(t_moldyn *moldyn,
  87                      t_atom *ai,t_atom *aj,t_atom *ak,u8 bc);
  88 int albe_mult_3bp_j2(t_moldyn *moldyn,t_atom *ai,t_atom *aj,u8 bc);
  89 int albe_mult_3bp_k2(t_moldyn *moldyn,
  90                      t_atom *ai,t_atom *aj,t_atom *ak,u8 bc);
  91 int albe_mult_check_2b_bond(t_moldyn *moldyn,t_atom *itom,t_atom *jtom,u8 bc);
  92 /* fast */
  93 int albe_potential_force_calc(t_moldyn *moldyn);
  94
  95 /* albe potential parameter defines */
  96
  97 // silicon
  98 #define ALBE_R_SI               (2.82-0.14)
  99 #define ALBE_S_SI               (2.82+0.14)
 100 #define ALBE_A_SI               (3.24*EV/0.842)
 101 #define ALBE_B_SI               (-1.842*3.24*EV/0.842)
 102 #define ALBE_R0_SI              2.232
 103 #define ALBE_LAMBDA_SI          (1.4761*sqrt(2.0*1.842))
 104 #define ALBE_MU_SI              (1.4761*sqrt(2.0/1.842))
 105 #define ALBE_GAMMA_SI           0.114354
 106 #define ALBE_C_SI               2.00494
 107 #define ALBE_D_SI               0.814719
 108 #define ALBE_H_SI               0.259
 109 #define ALBE_LC_SI              5.429
 110
 111 // carbon
 112 #define ALBE_R_C                (2.00-0.15)
 113 #define ALBE_S_C                (2.00+0.15)
 114 #define ALBE_A_C                (6.00*EV/1.1671419)
 115 #define ALBE_B_C                (-2.1671419*6.00*EV/1.1671419)
 116 #define ALBE_R0_C               1.4276442
 117 #define ALBE_LAMBDA_C           (2.0099457*sqrt(2.0*2.1671419))
 118 #define ALBE_MU_C               (2.0099457*sqrt(2.0/2.1671419))
 119 #define ALBE_GAMMA_C            0.1123327
 120 #define ALBE_C_C                181.9100526
 121 #define ALBE_D_C                6.2843249
 122 #define ALBE_H_C                0.5556181
 123 #define ALBE_LC_C               3.566
 124
 125 // mixed: silicon carbide
 126 #define ALBE_R_SIC              (2.40-0.20)
 127 #define ALBE_S_SIC              (2.40+0.20)
 128 #define ALBE_A_SIC              (4.36*EV/0.8474739)
 129 #define ALBE_B_SIC              (-1.8474739*4.36*EV/0.8474739)
 130 #define ALBE_R0_SIC             1.79
 131 #define ALBE_LAMBDA_SIC         (1.6990751*sqrt(2.0*1.8474739))
 132 #define ALBE_MU_SIC             (1.6990751*sqrt(2.0/1.8474739))
 133 #define ALBE_GAMMA_SIC          0.0118769
 134 #define ALBE_C_SIC              273986.61
 135 #define ALBE_D_SIC              180.31411
 136 #define ALBE_H_SIC              0.68
 137 #define ALBE_LC_SIC             4.359
 138
 139 #endif