评估地球核心条件下铁合金原子尺度模型
地球物理
2026-05-14 v1 材料科学
摘要
我们评估了最近开发的基础原子尺度模型（FAMs）在地球核心条件下模拟铁合金的能力。将hcp和bcc铁由17个FAMs计算得到的静态态方程与ab initio计算进行基准测试。两个代表性模型，MatterSim和MACE，进一步评估了其在再现铁的声子谱、液体结构和熔化关系方面的能力。在核心条件下，虽然两个模型都捕获了一些关键属性，但MACE显著高估了bcc铁的稳定性，未能正确描述hcp铁的稳定性。我们还检查了这些模型在二元液体、超导相以及七组分Fe-Ni-Si-S-O-H-C液体方面的表现。尽管这些FAMs并未专门在核心条件下训练，但它们可以再现广泛组成范围内的多个结构和动力学属性。然而，测试的模型均未在所有first-principles基准中一致再现所有属性。通过分析这些差异的来源，我们确定了当前FAMs的几个局限性，特别是缺乏对热电子激发的显式处理，这在核心条件下显著影响相稳定性和热力学性质。我们进一步讨论了提高FAMs以实现对极端条件下核心形成材料进行预测性模拟的方向。
引用
@article{arxiv.2605.13594,
title = {Assessing foundational atomistic models for iron alloys under Earth's core conditions},
author = {Tianqi Wan and Liangrui Wei and Zepeng Wu and Renata M. Wentzcovitch and Yang Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13594},
year = {2026}
}