量子材料在有限温度下的弹性模量与热导率

我们描述了一种从低温量子区间到高温无谐区计算材料振动、弹性和热力学性质的理论和计算方法。该方法基于无谐晶格动力学和玻尔兹曼输运方程。它依赖于通过从路径积分量子模拟中拟合温度依赖经验势 (TDEP) 获得的二阶和三阶力常数张量，这些张量来自基于第一性原理机器学习哈密顿量。用于计算材料的弹性模量和声子模式的温度重正化谐和力常数。将谐和无谐力常数合并以求解声子玻尔兹曼输运方程，以计算晶格热导率。我们在温度范围从 50 K 到 1200 K 于 bulk 单晶硅上展示了该方法的有效性，显示了与实验相比，对目标性质温度依赖性的显著改进。