Машинообученный потенциал Li-C для наноматериалов
Созыкин С.А.
11Южно-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.
- Z. Wu, K. Sun, Z. Wang. Batteries, 8, 246 (2022)
- P. Lian, X. Zhu, S. Liang, Z. Li, W. Yang, H. Wang. Electrochim. Acta, 55 (12), 3909 (2010)
- L.A. Montoro, E.Y. Matsubara, J.M. Rosolen. J. Power Sources, 257, 205 (2014)
- C.E. Nwanno, W. Li. Nano Res., 16 (11), 12384 (2023)
- M.W. Ochapski, D. Ata c, J.G.M. Sanderink, A.Y. Kovalgin, M.P. de Jong. Carbon Trends, 4, 100045 (2021)
- Y. Zhong, K. Deng, J. Zheng, T. Zhang, P. Liu, X. Lv, W. Tian, J. Ji. J. Mater. Sci. Technol., 149, 205 (2023)
- Y. Zhou, R. Chen, Z. Gao, J. He, X. Li. Mater. Today Energy, 37, 101389 (2023)
- 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)
- A.P. Bartok, M.C. Payne, R. Kondor, G. Csanyi. Phys. Rev. Lett., 104 (13), 136403 (2010)
- A.V. Shapeev. Multiscale Model. Simul., 14 (3), 1153 (2016)
- J. Han, L. Zhang, R. Car, E. Weinan, Commun. Comput. Phys., 23 (3), 629 (2018)
- B. Deng, P. Zhong, K.J. Jun, J. Riebesell, K. Han, C.J. Bartel, G. Ceder. Nat. Mach. Intell., 5 (9), 1031 (2023)
- V.L. Deringer, G. Csanyi. Phys. Rev. B, 95 (9), 094203 (2017)
- P. Rowe, V.L. Deringer, P. Gasparotto, G. Csanyi, A. Michaelides. J. Chem. Phys., 153 (3), 034702 (2020)
- T. Kocaba s, M. Ke celi, A. Vazquez-Mayagoitia, C. Sevik. Nanoscale, 15 (19), 8772 (2023)
- 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)
- Y. Wang, Z. Fan, P. Qian, T. Ala-Nissila, M.A. Caro. Chem. Mater., 34 (2), 617 (2022)
- 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)
- S. Fujikake, V.L. Deringer, T.H. Lee, M. Krynski, S.R. Elliott, G. Csanyi. J. Chem. Phys., 148 (24), 241714 (2018)
- L. Zhang, H. Wang, M.C. Muniz, A.Z. Panagiotopoulos, R. Car, E. Weinan. J. Chem. Phys., 156 (12), 124107 (2022)
- G. Kresse, J. Furthmuller. Phys. Rev. B, 54, 11169 (1996)
- I.V. Lebedeva, A.V. Lebedev, A.M. Popov, A.A. Knizhnik. Comput. Mater. Sci., 128, 45 (2017)
- S. Klawohn, J.P. Darby, J.R. Kermode, G. Csanyi, M.A. Caro, A.P. Bartok. J. Chem. Phys., 159, 174108 (2023)
- V.L. Deringer, A.P. Bartok, N. Bernstein, D.M. Wilkins, M. Ceriotti, G. Csanyi. Chem. Rev., 121 (16), 10073 (2021)
- Y. Shaidu, E. Ku cukbenli, S. De Gironcoli. J. Phys. Chem. C, 122 (36), 20800 (2018)
- Y. Zhang, H. Wang, W. Chen, J. Zeng, L. Zhang, H. Wang, E. Weinan. Comput. Phys. Commun., 253, 107206 (2020)
- S. Trillot, J. Lam, S. Ispas, A.K.A. Kandy, M.E. Tuckerman, N. Tarrat, M. Benoit. Comput. Mater. Sci., 236, 112848 (2024)
- M. Fronzi, R.D. Amos, R. Kobayashi, N. Matsumura, K. Watanabe, R.K. Morizawa. Nanomaterials, 12, 3891 (2022)
- S.K. Achar, L. Zhang, J.K. Johnson. J. Phys. Chem. C, 125 (27), 14874 (2021)
- 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.