研究提出納米尺度最優等效超晶胞原子模型算法

近日，西安交通大學電氣工程學院新型儲能與能量轉換納米材料研究中心肖冰教授課題組提出了基于高熵及多相材料介觀尺度原子無序排布特征進行映射的算法來構建底層納米尺度最優等效超晶胞原子模型的全新逆向結構縮放算法，實現對已有外延建模算法原理性突破。相關研究成果發表于《計算機物理通訊》上。

逆向結構映射設縮放計算法借助于在介觀尺度及以上更大尺度材料結構計算具有顯著優勢的的動力學Monte-Carlo結構演化算法來實現對高熵合金、高熵氧化物及多相組織微觀原子-分子尺度結構特征的模擬，進一步對所得介觀尺度以上的材料樣本開展納米尺度特征原子團簇晶胞進行提取和對稱性約化分析；基于介觀尺度材料模擬結果所獲得的對稱性不可約團簇晶胞類型及相對比例，提出并建立了類Monte-Carlo逆向結構映射算法，實現將宏觀尺度材料無序結構特征映射到納米尺度及更小超胞模型縮放算法流程。通過對比了具有條幅分解組織結構特征的Fe-Cr合金及摩爾等比例五元高熵合金MoWCrCuCo基準超胞模型與映射結構第一性原理電子態密度計算結果，發現了映射模型與基準模型結果在Fermi能級區域具有高度一致性，驗證了逆向結構映射算法的原理的可行性及可靠性。