通过体素化与图论结合量化原子结构中的自由体积拓扑
材料科学
2022-07-11 v2 无序系统与神经网络
摘要
我们引入了一种新的计算方法，用于识别和表征原子构型内部及周围的自由体积。该方案采用三阶段工作流程：在体素内部迭代生长球体，最终将其转化为平面图，然后通过基于图的序参量进行表征。我们的方法计算效率高、物理直观，且普遍适用于任何材料系统。我们在几组材料问题上对该方法进行了验证：（1）对不同晶体相中独特自由体积的分类；（2）表征金属/合金中的自由体积缺陷；（3）在外延生长模拟中自主检测和分类复杂的表面缺陷。我们的方法准确地识别和表征了跨越多种系统和长度尺度的独特自由体积，表明其在理解静态和动态条件下自由体积形态与材料性质之间关系的未来应用中具有潜力。
引用
@article{arxiv.2111.06018,
title = {Quantifying Free-volume Topology in Atomistic Structures Through a Combination of Voxelization and Graph Theory},
author = {James Chapman and Nir Goldman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06018},
year = {2022}
}