Вышедшие номера
Машинообученный потенциал Li-C для наноматериалов
Созыкин С.А. 1
1Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), Челябинск, Россия
Email: sozykinsa@susu.ru
Поступила в редакцию: 2 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 2 октября 2024 г.
Принята к печати: 2 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 2 марта 2025 г.

Рассмотрена разработка потенциалов межчастичного взаимодействия двух типов для атомистического моделирования комплексов углеродных наноматериалов с литием. Первый потенциал построен методом гауссовой аппроксимации, второй - в рамках подхода глубокого обучения. Эти потенциалы обучались на результатах моделирования методом функционала электронной плотности и обеспечивали точность, близкую к точности этого метода при существенно меньших требованиях к вычислительным ресурсам. Наборы данных содержали более 8000 структур приблизительно из 100 атомов. Конкретная структура с вероятностью 90 % помещалась в обучающую выборку, в противном случае - в валидационную. Полученные потенциалы позволили точно воспроизвести энергии комплексов и силы, действующие на атомы. Время расчета линейно возрастает с количеством атомов в модели и может изменяться на несколько порядков в зависимости от типа потенциала и используемого аппаратного обеспечения. Потенциал, полученный методом глубокого обучения, кажется многообещающим для реалистичного и точного моделирования лития на поверхности углеродных нанотрубок и различных графеноподобных структур при температурах до 450 K. Ключевые слова: молекулярная динамика, глубокое обучение, регрессия, литий, углеродные наноматериалы.
  1. Z. Wu, K. Sun, Z. Wang. Batteries, 8, 246 (2022)
  2. P. Lian, X. Zhu, S. Liang, Z. Li, W. Yang, H. Wang. Electrochim. Acta, 55 (12), 3909 (2010)
  3. L.A. Montoro, E.Y. Matsubara, J.M. Rosolen. J. Power Sources, 257, 205 (2014)
  4. C.E. Nwanno, W. Li. Nano Res., 16 (11), 12384 (2023)
  5. M.W. Ochapski, D. Ata c, J.G.M. Sanderink, A.Y. Kovalgin, M.P. de Jong. Carbon Trends, 4, 100045 (2021)
  6. Y. Zhong, K. Deng, J. Zheng, T. Zhang, P. Liu, X. Lv, W. Tian, J. Ji. J. Mater. Sci. Technol., 149, 205 (2023)
  7. Y. Zhou, R. Chen, Z. Gao, J. He, X. Li. Mater. Today Energy, 37, 101389 (2023)
  8. X. Yan, Z. Fu, L. Zhou, L. Hu, Y. Xia, W. Zhang, Y. Gan, J. Zhang, X. He, H. Huang. ACS Appl. Mater. Interfaces, 15 (14), 17986 (2023)
  9. A.P. Bartok, M.C. Payne, R. Kondor, G. Csanyi. Phys. Rev. Lett., 104 (13), 136403 (2010)
  10. A.V. Shapeev. Multiscale Model. Simul., 14 (3), 1153 (2016)
  11. J. Han, L. Zhang, R. Car, E. Weinan, Commun. Comput. Phys., 23 (3), 629 (2018)
  12. B. Deng, P. Zhong, K.J. Jun, J. Riebesell, K. Han, C.J. Bartel, G. Ceder. Nat. Mach. Intell., 5 (9), 1031 (2023)
  13. V.L. Deringer, G. Csanyi. Phys. Rev. B, 95 (9), 094203 (2017)
  14. P. Rowe, V.L. Deringer, P. Gasparotto, G. Csanyi, A. Michaelides. J. Chem. Phys., 153 (3), 034702 (2020)
  15. T. Kocaba s, M. Ke celi, A. Vazquez-Mayagoitia, C. Sevik. Nanoscale, 15 (19), 8772 (2023)
  16. H. Muhli, X. Chen, A.P. Bartok, P. Hernandez-Leon, G. Csanyi, T. Ala-Nissila, M.A. Caro. Phys. Rev. B, 104 (5), 054106 (2021)
  17. Y. Wang, Z. Fan, P. Qian, T. Ala-Nissila, M.A. Caro. Chem. Mater., 34 (2), 617 (2022)
  18. J. Wang, H. Shen, R. Yang, K. Xie, C. Zhang, L. Chen, K.M. Ho, C.Z. Wang, Z. Cai, S. Wang. Carbon, 186, 1 (2022)
  19. S. Fujikake, V.L. Deringer, T.H. Lee, M. Krynski, S.R. Elliott, G. Csanyi. J. Chem. Phys., 148 (24), 241714 (2018)
  20. L. Zhang, H. Wang, M.C. Muniz, A.Z. Panagiotopoulos, R. Car, E. Weinan. J. Chem. Phys., 156 (12), 124107 (2022)
  21. G. Kresse, J. Furthmuller. Phys. Rev. B, 54, 11169 (1996)
  22. I.V. Lebedeva, A.V. Lebedev, A.M. Popov, A.A. Knizhnik. Comput. Mater. Sci., 128, 45 (2017)
  23. S. Klawohn, J.P. Darby, J.R. Kermode, G. Csanyi, M.A. Caro, A.P. Bartok. J. Chem. Phys., 159, 174108 (2023)
  24. V.L. Deringer, A.P. Bartok, N. Bernstein, D.M. Wilkins, M. Ceriotti, G. Csanyi. Chem. Rev., 121 (16), 10073 (2021)
  25. Y. Shaidu, E. Ku cukbenli, S. De Gironcoli. J. Phys. Chem. C, 122 (36), 20800 (2018)
  26. Y. Zhang, H. Wang, W. Chen, J. Zeng, L. Zhang, H. Wang, E. Weinan. Comput. Phys. Commun., 253, 107206 (2020)
  27. S. Trillot, J. Lam, S. Ispas, A.K.A. Kandy, M.E. Tuckerman, N. Tarrat, M. Benoit. Comput. Mater. Sci., 236, 112848 (2024)
  28. M. Fronzi, R.D. Amos, R. Kobayashi, N. Matsumura, K. Watanabe, R.K. Morizawa. Nanomaterials, 12, 3891 (2022)
  29. S.K. Achar, L. Zhang, J.K. Johnson. J. Phys. Chem. C, 125 (27), 14874 (2021)
  30. S.A. Sozykin. Comput. Phys. Commun., 262, 107843 (2021)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.