基于机器学习的原子间势函数用于完美晶体硅及含空位晶体硅中的声子输运
材料科学
2019-07-31 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
我们报道，利用密度泛函理论计算数据的高斯回归开发的单一原子间势函数，具有高精度和灵活性，能够以第一性原理精度描述两种不同原子构型中的声子输运：完美晶体硅和含空位晶体硅。高斯近似势（GAP）得到的二阶和三阶力常数的高精度通过声子色散、Grüneisen参数、三声子散射率、声子-空位散射率以及热导率得到验证，所有这些均与密度泛函理论计算结果非常接近。我们还表明，广泛使用的经验势（Stillinger-Weber和Tersoff）相比GAP产生大得多的误差。GAP的计算成本高于这两种经验势，但比密度泛函理论计算低五个数量级。我们的工作表明，GAP能够以第一性原理计算的高预测能力且在可行计算成本下，为研究部分无序晶相中的声子输运提供新机遇。
引用
@article{arxiv.1905.09497,
title = {Machine-learning based interatomic potential for phonon transport in perfect crystalline Si and crystalline Si with vacancies},
author = {Hasan Babaei and Ruiqiang Guo and Amirreza Hashemi and Sangyeop Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.09497},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 5 figures