高通量计算与机器学习驱动的A2BB'O6氧化物结构与热力学稳定性的解析与预测
编号:418
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更新:2025-04-21 21:48:40 浏览:27次
特邀报告
摘要
钙钛矿氧化物因其广泛的成分和结构以及在各种应用中的宝贵性质而受到广泛研究。从单一钙钛矿 ABO3扩展到双钙钛矿A2BB′O6显著增强了特定物理和化学性质的调控能力。然而,A2BB′O6的潜在成分数量庞大,使得通过实验探索所有成分面临巨大的挑战。在报告中,我们首先进行了高通量计算,系统性地研究了4900种A2BB′O6组成的结构和稳定性(其中 A = Ca、Sr、Ba 和 La;B 和 B′ 代表金属元素),进行了超过42,000次的密度泛函理论(DFT)计算。我们的分析发现了1500多种新的热力学稳定的A2BB′O6化合物,其中超过1100种表现出双钙钛矿结构,主要位于P21/c空间群。通过利用高通量数据集,我们开发了机器学习模型,实现了形成能和分解能的平均绝对误差分别为0.0422和0.0329 eV/原子。使用这些模型,我们识别出了803种稳定或亚稳定的包含稀土元素的新化合物,这些化合物超出了我们最初计算覆盖的化学空间,其中612种的DFT验证的分解能低于0.1 eV/原子,成功率达到76.2%。本工作揭示了A2BB′O6化合物热力学稳定性的特征,为这些材料后继的研究奠定了基础。
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