Large-scale machine-learning molecular dynamics simulation of primary radiation damage in tungsten

分子动力学 嵌入原子模型 原子间势 碰撞 辐射损伤 辐射 Atom(片上系统) 物理 空位缺陷 原子物理学 材料科学 核物理学 计算机科学 凝聚态物理 并行计算 量子力学 冶金 计算机安全
作者
Jiahui Liu,Jesper Byggmästar,Zheyong Fan,Ping Qian,Yanjing Su
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:108 (5) 被引量:24
标识
DOI:10.1103/physrevb.108.054312
摘要

Simulating collision cascades and radiation damage poses a long-standing challenge for existing interatomic potentials, both in terms of accuracy and efficiency. Machine-learning-based interatomic potentials have shown sufficiently high accuracy for radiation damage simulations, but most existing ones are still not efficient enough to model high-energy collision cascades with sufficiently large space and timescales. To this end, we here extend the highly efficient neuroevolution potential (NEP) framework by combining it with the Ziegler-Biersack-Littmark (ZBL) screened nuclear repulsion potential, obtaining a NEP-ZBL framework. We train a NEP-ZBL model for tungsten and demonstrate its accuracy in terms of the elastic properties, melting point, and various energetics of defects that are relevant for radiation damage. We then perform large-scale molecular dynamics simulations with the NEP-ZBL model with up to 8.1 million atoms and 240 ps (using a single 40-GB A100 GPU) to study the difference of primary radiation damage in both bulk and thin-foil tungsten. While our findings for bulk tungsten are consistent with existing results simulated by embedded atom method models, the radiation damage differs significantly in foils and shows that larger and more vacancy clusters as well as smaller and fewer interstitial clusters are produced due to the presence of a free surface.
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
LSZ完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI2S应助nnn采纳,获得10
3秒前
李瓦片儿完成签到,获得积分10
4秒前
树懒发布了新的文献求助40
4秒前
5秒前
6秒前
快乐小狗发布了新的文献求助10
7秒前
希音完成签到,获得积分10
9秒前
天真醉波完成签到 ,获得积分10
9秒前
在水一方应助等待青枫采纳,获得10
9秒前
田様应助waterimagic2采纳,获得10
9秒前
qiuy完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
xubee发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
无名完成签到,获得积分10
11秒前
树123发布了新的文献求助10
12秒前
gyokaki完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
小鸟游完成签到,获得积分10
14秒前
火星上冥茗完成签到 ,获得积分10
15秒前
linxi发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
zho发布了新的文献求助10
18秒前
启程牛牛完成签到,获得积分0
20秒前
所所应助陈槊诸采纳,获得10
22秒前
mamahaha完成签到 ,获得积分10
22秒前
aich完成签到,获得积分10
23秒前
zijia完成签到,获得积分10
24秒前
kmelo完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
霸气的书雁完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
美好芳完成签到 ,获得积分10
28秒前
stick发布了新的文献求助10
29秒前
科研通AI5应助快乐小狗采纳,获得10
30秒前
情怀应助无奈夜蕾采纳,获得30
32秒前
大模型应助余任游采纳,获得10
32秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3805322
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350279
关于积分的说明 10348304
捐赠科研通 3066188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683602
邀请新用户注册赠送积分活动 809099
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765225