Deep machine learning potential for atomistic simulation of Fe-Si-O systems under Earth's outer core conditions

三元运算 分子动力学 原子间势 二进制数 密度泛函理论 物理 材料科学 芯(光纤) 结晶学 机器学习 热力学 计算机科学 化学 数学 量子力学 光学 算术 程序设计语言
作者
Chao Zhang,Ling Tang,Yang Sun,Kai‐Ming Ho,Renata M. Wentzcovitch,Cai‐Zhuang Wang
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:6 (6) 被引量:15
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.6.063802
摘要

Using artificial neural-network machine learning (ANN-ML) to generate interatomic potentials has been demonstrated to be a promising approach to address the longstanding challenge of accuracy vs efficiency in molecular dynamics (MD) simulations. Here, taking the Fe-Si-O system as a prototype, we show that accurate and transferable ANN-ML potentials can be developed for reliable MD simulations of materials at high-pressure and high-temperature conditions of the Earth's outer core. The ANN-ML potential for the Fe-Si-O system is trained by fitting the energies and forces of related binaries and ternary liquid structures at high pressures and temperatures obtained by first-principles calculations based on density functional theory (DFT). We show that the generated ANN-ML potential describes well the structure and dynamics of liquid phases of this complex system. In addition to binary systems (${\mathrm{Fe}}_{189}{\mathrm{Si}}_{61}, {\mathrm{Fe}}_{189}{\mathrm{O}}_{61}$, and ${\mathrm{Si}}_{80}{\mathrm{O}}_{160}$) and ternary systems (${\mathrm{Fe}}_{189}{\mathrm{Si}}_{38}{\mathrm{O}}_{23}$), whose snapshots are included in the training dataset, the reliability of the ANN-ML potential is validated in two other ternary systems (${\mathrm{Fe}}_{189}{\mathrm{Si}}_{23}{\mathrm{O}}_{38}$ and ${\mathrm{Fe}}_{158}{\mathrm{Si}}_{14}{\mathrm{O}}_{28}$), whose snapshots are not included in the training dataset. The efficient ANN-ML potential with DFT accuracy provides a promising scheme for accurate atomistic simulations of structures and dynamics of the complex Fe-Si-O system in the Earth's outer core.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
大白完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
草田水完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Evander发布了新的文献求助10
2秒前
Domo发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
张张完成签到,获得积分10
3秒前
zz完成签到,获得积分10
3秒前
苏浩然完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
大豪发布了新的文献求助10
5秒前
wr完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
mumufan完成签到,获得积分10
5秒前
芷若发布了新的文献求助10
5秒前
小蘑菇应助鲨鱼好运采纳,获得10
5秒前
yiqi完成签到,获得积分10
5秒前
小管完成签到,获得积分10
6秒前
丘比特应助Polaris采纳,获得10
6秒前
GoodMorning完成签到,获得积分10
6秒前
1223发布了新的文献求助10
6秒前
小马甲应助犹豫花卷采纳,获得10
6秒前
ld发布了新的文献求助10
6秒前
聪慧鸡翅完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
人格魅力完成签到,获得积分10
8秒前
科研椰子发布了新的文献求助10
8秒前
Owen应助Vater采纳,获得50
8秒前
石头完成签到,获得积分10
8秒前
王kk发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
四面八方来钱完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6114249
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7942675
关于积分的说明 16467890
捐赠科研通 5238726
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2799065
邀请新用户注册赠送积分活动 1780712
关于科研通互助平台的介绍 1652931