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单原子在铝合金中的扩散迁移行为:可解释机器学习加速第一原理计算方法被引量：1: 2024年; 本文采用机器学习加速第一原理计算的方法,研究了铝基体中单原子的扩散迁移行为.建立铝基体中三十多种单原子扩散迁移行为的小样本数据集,以原子半径、离子半径和第一电离能等固有参数作为输入特征值,合金原子与空位之间的相互作用能以及合金原子在铝基体中的扩散势垒作为输出参数.通过相关性分析初步确定描述符与预测目标之间的关系,并利用递归特征消除法确定不同目标的输入特征和描述符数量.通过交叉验证证明所选模型的先进性,并进行微调以优化其性能.为了验证其效率和准确性,CatBoost模型经过了传统算法的严格测试.利用训练有素的模型预测周期表中其他单原子在铝基体中的扩散迁移行为.机器学习加速第一原理计算的结果可为进一步开发新型铝合金提供理论依据.; 黄敬涛薛景腾李明伟程源来忠红胡津周飞曲囡刘勇朱景川; 关键词：单原子第一原理计算原子半径

锂离子电池富锂锰基三元材料中氧空位簇的形成:第一原理计算: 2023年; 采用第一原理方法计算了两种不同镍含量的锂离子电池富锂锰基三元正极材料Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)(空间群为R3m)和Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)(空间群为C2/m)中氧空位簇的形成能.结果表明,含镍量较少的Li_(1.167)Ni_(0.167)Co_(0.167)Mn_(0.5)O_(2)正极材料中氧空位簇的形成能总是高于含镍量较多的Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)材料中的氧空位簇形成能,这说明含镍量较高的正极材料中氧空位簇更容易形成.无论是含镍量较高的富锂锰基材料,还是含镍量较少的同类材料,过渡金属边上的氧空位簇的形成能总是大于锂离子附近空位簇的形成能,说明氧的脱去更趋向于在Li离子附近发生.较低的温度和较高的氧分压会使氧空位簇的形成能增加,从而抑制氧空位簇的形成.此外,还计算了空位簇边上的过渡金属原子被其它过渡金属原子(Ti和Mo)替位后的氧空位簇形成能.结果表明,除了Li_(1.2)Ni_(0.32)Co_(0.04)Mn_(0.44)O_(2)材料中双氧空位V_(2O-Li)附近的Ni元素被Ti替位外,其余情况下过渡金属Ni和Mn分别被Ti或Mo替位后均能够增大VnO-Li空位簇的形成能,故替位点缺陷的掺杂有抑制氧的损失和提高材料的结构稳定性的作用.; 史晓红侯滨朋李祗烁陈京金师小文朱梓忠; 关键词：形成能第一性原理计算

元素掺杂对CrAlN、TaN涂层力学性能及氧化行为影响的第一原理计算: CrAlN涂层具有较高的硬度、良好的耐腐蚀性和抗高温氧化性的优点,但其热稳定性不足并且耐磨性较差。TaN涂层具有良好的热稳定性、耐磨性以及较高的硬度,而抗氧化性不足。立方CrAlN和立方TaN具有相同晶格结构(NaCl-...; 代唯可; 关键词：CRALN TAN 涂层第一原理计算

基于“AI+HPC”的第一原理计算时间预测及其在社区平台中的应用被引量：1: 2022年; 密度泛函方法在常用的第一原理计算方法中有着计算标度低、计算精度高的特点,因此其在化学、生物、医药等领域得到了越来越广泛的应用。然而,在实际应用中,其较为高昂的计算代价对用户计算参数的决策以及计算中心的作业分配都提出了新的挑战。近期开发的基于机器学习的密度泛函计算时间预测系统,能够在算前预测实际的计算开销,预测结果的平均相对误差一般小于0.15,符合实际计算场景下的预测精度要求。文中进一步推进和完善了该预测系统,提供了多GPU并行计算功能、机器学习模型的模块化增补;将其与生物医药社区相结合,实现了对平台计算任务的实时机时显示,方便用户统筹;并基于此开发了智能负载均衡模块,可以提高超大分子及团簇体系的第一性原理并行计算效率。通过多个方面的推进,改善了预测系统的实用性,并在社区平台和并行计算方面得到了初步应用。; 李治莹马硕周超马英晋刘倩刘倩; 关键词：密度泛函理论负载均衡

Ti-Mo合金表面的第一原理计算: 近年来,随着海洋工程的发展,开发高性能耐腐蚀性材料至关重要。β型Ti-Mo基钛合金具有强度高、韧性好、密度低、耐腐蚀性好、使用寿命长等优良性质,是一种合适的海洋金属材料,具有很好的发展前景。金属的腐蚀是发生在表面的电化学...; 巩丽梦; 关键词：第一原理计算 TI-MO合金表面能功函数

Al3Sc态密度的第一原理计算被引量：2: 2020年; 应用赝势平面波方法,利用第一性原理CASTEP软件,采用超软赝势和广义梯度近似(GGA)计算Al 3Sc的晶格常数及态密度.研究表明,Al 3Sc的成键在费米能附近主要由Al原子的p轨道电子与Sc原子的d轨道电子杂化而成,费米能级以上是由Sc-Sc共价键和Al-Sc杂化键贡献的;费米面处的电子态密度很小,共价键增强,有很好的区域稳定性;在费米能级两侧,Al3Sc体现很强的共价性.; 何君琦于力刚路洪艳王玮王杰王亮; 关键词：第一性原理晶格常数态密度

单层Janus材料GaInSe2的电子结构第一原理计算: 2020年; 按照第一原理赝势平面波方法研究具有稳定间接带隙的单层Janus二维半导体GaInSe2的电子结构,探讨构建Janus结构的单层GaSe和InSe与GaInSe2的结构和电子性质之间的内禀关系。原子结构和声子色散谱的计算结果证明单层GaInSe2与GaSe和InSe有着相似的六边形几何构型,具有动态稳定的Janus结构。电子能带结构表明GaInSe2与其二元类似物GaSe和InSe都是间接带隙半导体,GaSe和InSe之间的应变和功函数决定了单层GaInSe2电子结构的基本特征。当原子层平面方向上的应变小于临界值时,单层GaInSe2可转化为直接带隙半导体。因此,在应变小于临界应变的力学条件下,单层GaInSe2可用作二维或表面光电材料。此外,通过调节层平面方向上的应变,可以有效地控制GaInSe2能带的带边特性和带隙宽度,这对于场效应晶体管的潜在应用具有重要意义。; 徐贤达孙伟峰; 关键词：电子结构第一原理计算光电子材料

石墨烯纳米网电导特性的能带机理：第一原理计算被引量：1: 2020年; 通过第一原理电子结构计算来研究有序多孔纳米网的电导特性变化的能带机理.能带结构分析结果表明:石墨烯纳米网超晶格(3m,3n)(m和n为整数)的电子本征态在布里渊区中心点发生四重简并;碳空位孔洞规则排列形成的石墨烯纳米网具有由简并态分裂形成的宽度可调带隙,无论石墨烯的两个子晶格是否对等.在具有磁性网孔阵列的石墨烯纳米网中,反铁磁耦合使对称子晶格的反演对称性增加了一项量子限制条件,导致能带结构在K点的二重简并态分裂成带隙.通过控制网孔密度能够有效调节石墨烯纳米网的带隙宽度,为实现新一代石墨烯纳米电子器件提供了理论依据.; 徐贤达赵磊孙伟峰; 关键词：电子结构第一原理计算

一种基于第一原理计算定量描述材料相分离程度的方法: 本发明公开了属于催化剂材料的设计与开发研究技术领域的一种基于第一原理计算定量描述材料相分离程度的方法。所述方法包括首先计算得到材料的晶体的稳定结构数据文件和不同温度下的结构数据文件；然后利用热变形率与相分离率两个参数的计...; 肖伟周格格王立根王建伟崔建东施静敏王雪孙璐; 文献传递

Mo对B2-NiAl力学性质影响的第一原理计算被引量：5: 2020年; 采用第一性原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似(VCA),研究不同Mo合金化浓度(原子数分数为0~3.2%)对B2-NiAl晶体C44、Cauchy压力参数、弹性模量E、切变模量G及G/B0比值的影响。结果表明:无论是理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x<3.2%的Mo合金化均可降低其弹性模量E、切变模量G;随Mo合金化的原子数分数提高到3.2%,NiAl晶体材料的G/B0比值逐步降低,且在x=3.2%时效果最明显;NiAl合金中点缺陷的存在不但未影响Mo对NiAl晶体G/B0比值的降低,反而弥补了由于Mo合金化的原子数分数低于1.4%而不能降低NiAl晶体G/B0比值的不足。电子态密度显示,Mo原子能协同B2-NiAl晶体中的点缺陷削弱Ni(d)-Ni(d)主要成键峰的杂化效应,降低主要成键峰的方向性。; 陈律李敏刘逸众

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