基于 OpenKIM 框架的晶界能及其势依赖性的自动确定
材料科学
2023-02-13 v3
摘要
我们提出了一种在 OpenKIM（开放原子间模型知识库，https://openkim.org）框架内构建的系统性方法，用于量化任意原子间势（IP）、晶界（GB）特征、晶格结构以及物种的晶界性质。该框架目前可生成立方材料中对称倾转晶界的结果，但可轻易扩展至其他类型的晶界。本文给出了针对 Al、Ni、Cu、Fe 和 Mo 使用 225 个 IP 自动生成的晶界能数据；该系统已部署于 openkim.org，并将持续为上传至 OpenKIM 的所有新 IP 生成结果。将原子尺度计算的结果与晶格匹配模型（一种用于近似晶界能的半解析几何模型）进行比较。结果表明，所有（对给定晶界类型稳定的）IP 所预测的晶界能与该模型给出的晶界能高度相关，仅相差一个乘性因子。由此得出结论：晶界能随倾转角的定性变化形式更多由几何决定，而非 IP 的选择，但 IP 会强烈影响能量水平。OpenKIM 中 IP 集合在晶界能预测上的散布，为经典 IP 的晶界能预测提供了一种不确定性度量。
引用
@article{arxiv.2212.12081,
title = {Automated determination of grain boundary energy and potential-dependence using the OpenKIM framework},
author = {Brendon Waters and Daniel S. Karls and Ilia Nikiforov and Ryan S. Elliott and Ellad B. Tadmor and Brandon Runnels},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.12081},
year = {2023}
}