基于非谐声子理论的有限温度第一性原理结构优化:以BaTiO$_3$结构相变中的应用为例
材料科学
2022-12-20 v2
摘要
我们基于自洽声子(SCP)理论构建了有限温度()下结构优化的第一性原理方案,该方案准确考虑了强声子非谐性的影响。通过最小化SCP理论中的变分自由能,确定晶胞形状与内部原子构型的依赖性。在每一个优化步骤中,新结构中的原子间力常数无需运行额外的电子结构计算即可求得,这使得该方法极为高效。我们证明,硅的热膨胀、BaTiO中的三步结构相变及其压力-温度(-)相图均被成功复现。本形式体系将为具有复杂结构相图的材料在有限下物理性质的非经验预测开辟道路。
引用
@article{arxiv.2205.08789,
title = {Ab initio structural optimization at finite temperatures based on anharmonic phonon theory: Application to the structural phase transitions of BaTiO$_3$},
author = {Ryota Masuki and Takuya Nomoto and Ryotaro Arita and Terumasa Tadano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08789},
year = {2022}
}