Unified Graph-Based Interatomic Potential for Perovskite Structure Optimization

原子间势 能量最小化 曲面(拓扑) 密度泛函理论 材料科学 概化理论 钙钛矿(结构) 计算机科学 集合(抽象数据类型) 分解 杂质 人工智能 表面能 能量(信号处理) 势能 卤化物 纳米技术 深度学习 最优化问题 化学物理 势能面 统计物理学 局部密度近似 转化式学习 电位法 测距 机器学习 优化算法
作者
Maitreyo Biswas,Rushik Desai,Gavin Bidna,Arun Mannodi‐Kanakkithodi
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:66 (3): 1353-1370 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.5c01611
摘要

Halide perovskites (HaPs) hold immense potential for applications such as optoelectronics and catalysis. Their vast compositional space, spanning bulk alloys, defects, impurities, surfaces, and surface defects, poses significant challenges for efficient exploration and optimization. To address this, we trained a unified graph-based deep learned interatomic potential capable of optimizing and predicting energetics across these diverse structural motifs and navigating the complex potential energy surface (PES). Using a comprehensive density functional theory data set of HaP structures, which includes bulk alloys, native and impurity defects, and surface slabs, we rigorously trained and benchmarked the M3GNet-based machine learning interatomic potential (IAP). The M3GNet-IAP framework, trained on DFT-calculated energies, forces, and stresses, enables gradient-based optimization and efficient exploration of the PES. Our models, trained on a data set of ∼12,000 HaP structures across diverse structural domains, demonstrated robust generalizability across the complex PES, achieving low errors (energies ( E ): 3.7 meV/atom; forces ( f ): 16.5 meV/Å; stresses ( σ ): 5.5 MPa), and accurately predicting formation energies, decomposition energies, defect energies, and surface energies. Our unified surrogate model provides a holistic approach to geometry optimization across different structural variations in HaPs and will be transformative for the discovery of promising new compositions, important defects and dopants, and surface properties.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
无花果应助雨滴油纸伞采纳,获得10
刚刚
外星人完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
NANA发布了新的文献求助30
1秒前
123发布了新的文献求助10
1秒前
花花发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
SciGPT应助故意的亦竹采纳,获得10
2秒前
na完成签到,获得积分10
3秒前
aajhajkahna应助sinton采纳,获得10
3秒前
Hello应助橙巴布采纳,获得10
3秒前
李珂完成签到,获得积分0
3秒前
慢慢来了谢谢完成签到,获得积分10
3秒前
富贵完成签到,获得积分10
4秒前
辛勤如柏完成签到,获得积分10
4秒前
大胆薯片完成签到,获得积分10
4秒前
彩虹追月完成签到,获得积分10
5秒前
必须顺利完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
科研通AI6.2应助米香脆采纳,获得10
6秒前
6秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
李爱国应助AlanLi采纳,获得10
8秒前
sen123发布了新的文献求助30
8秒前
WY完成签到,获得积分10
8秒前
GingerF应助FIN采纳,获得60
8秒前
zzz完成签到,获得积分10
9秒前
归海一刀完成签到 ,获得积分10
10秒前
逍遥子发布了新的文献求助10
11秒前
sinton完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
zcs完成签到,获得积分10
12秒前
jixieshiren完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
昭昭发布了新的文献求助10
12秒前
lilz发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
可爱的函函应助初景采纳,获得10
12秒前
12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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7761516
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9306529
关于积分的说明 20294910
捐赠科研通 7346070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3313153
关于科研通互助平台的介绍 2463452
邀请新用户注册赠送积分活动 2327420