Correcting force error-induced underestimation of lattice thermal conductivity in machine learning molecular dynamics

恒温器 统计物理学 声子 高斯分布 朗之万动力 热导率 分子动力学 背景(考古学) 格子(音乐) 物理 计算机科学 材料科学 凝聚态物理 热力学 量子力学 声学 古生物学 生物
作者
Xiguang Wu,Wenjiang Zhou,Haikuang Dong,Penghua Ying,Yanzhou Wang,Bai Song,Zheyong Fan,Shiyun Xiong
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2401.11427
摘要

Machine learned potentials (MLPs) have been widely employed in molecular dynamics (MD) simulations to study thermal transport. However, literature results indicate that MLPs generally underestimate the lattice thermal conductivity (LTC) of typical solids. Here, we quantitatively analyze this underestimation in the context of the neuroevolution potential (NEP), which is a representative MLP that balances efficiency and accuracy. Taking crystalline silicon, GaAs, graphene, and PbTe as examples, we reveal that the fitting errors in the machine-learned forces against the reference ones are responsible for the underestimated LTC as they constitute external perturbations to the interatomic forces. Since the force errors of a NEP model and the random forces in the Langevin thermostat both follow a Gaussian distribution, we propose an approach to correcting the LTC by intentionally introducing different levels of force noises via the Langevin thermostat and then extrapolating to the limit of zero force error. Excellent agreement with experiments is obtained by using this correction for all the prototypical materials over a wide range of temperatures. Based on spectral analyses, we find that the LTC underestimation mainly arises from increased phonon scatterings in the low-frequency region caused by the random force errors.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小迷糊完成签到 ,获得积分10
1秒前
111完成签到,获得积分10
1秒前
天真白天完成签到,获得积分10
1秒前
刻苦的三问应助畅快听寒采纳,获得10
1秒前
壮歌完成签到,获得积分20
1秒前
D33sama完成签到,获得积分10
1秒前
轩辕沛柔发布了新的文献求助10
2秒前
zhentg完成签到,获得积分10
2秒前
小小邹完成签到,获得积分10
2秒前
论文哐哐发的Joyce完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
云桑完成签到 ,获得积分10
4秒前
fjiang2003发布了新的文献求助10
4秒前
酷酷李可爱婕完成签到 ,获得积分10
4秒前
聪明花生发布了新的文献求助10
5秒前
xzy998应助111采纳,获得10
5秒前
李健应助mrscoma采纳,获得10
5秒前
d_fishier完成签到 ,获得积分10
6秒前
fishliera完成签到,获得积分10
6秒前
小马甲应助1378904289采纳,获得10
6秒前
壮歌发布了新的文献求助10
7秒前
Eric完成签到,获得积分10
7秒前
吕懿发布了新的文献求助80
7秒前
烟波钓徒完成签到,获得积分20
7秒前
9秒前
Any完成签到,获得积分10
9秒前
缥缈的绿兰完成签到,获得积分20
9秒前
fragile完成签到,获得积分10
9秒前
Yxian完成签到,获得积分10
10秒前
Tina完成签到,获得积分10
10秒前
YY完成签到,获得积分10
10秒前
i_jueloa完成签到 ,获得积分10
10秒前
siyuyu完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
CR完成签到,获得积分10
12秒前
浮世清欢完成签到,获得积分20
12秒前
细心觅风完成签到,获得积分10
12秒前
sunrise_99完成签到,获得积分10
13秒前
fjiang2003完成签到,获得积分10
13秒前
Tina发布了新的文献求助30
13秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Diagnostic Imaging: Pediatric Neuroradiology 2000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Biology of the Indian Stingless Bee: Tetragonula iridipennis Smith 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 720
Battery Management Systems, Volume lll: Physics-Based Methods 550
Ene—X Compounds (X = S, Se, Te, N, P) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4137338
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3674018
关于积分的说明 11613265
捐赠科研通 3368749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1850556
邀请新用户注册赠送积分活动 913938
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 828975