研究提出纳米尺度最优等效超晶胞原子模型算法

近日，西安交通大学电气工程学院新型储能与能量转换纳米材料研究中心肖冰教授课题组提出了基于高熵及多相材料介观尺度原子无序排布特征进行映射的算法来构建底层纳米尺度最优等效超晶胞原子模型的全新逆向结构缩放算法，实现对已有外延建模算法原理性突破。相关研究成果发表于《计算机物理通讯》上。

逆向结构映射设缩放计算法借助于在介观尺度及以上更大尺度材料结构计算具有显著优势的的动力学Monte-Carlo结构演化算法来实现对高熵合金、高熵氧化物及多相组织微观原子-分子尺度结构特征的模拟，进一步对所得介观尺度以上的材料样本开展纳米尺度特征原子团簇晶胞进行提取和对称性约化分析；基于介观尺度材料模拟结果所获得的对称性不可约团簇晶胞类型及相对比例，提出并建立了类Monte-Carlo逆向结构映射算法，实现将宏观尺度材料无序结构特征映射到纳米尺度及更小超胞模型缩放算法流程。通过对比了具有条幅分解组织结构特征的Fe-Cr合金及摩尔等比例五元高熵合金MoWCrCuCo基准超胞模型与映射结构第一性原理电子态密度计算结果，发现了映射模型与基准模型结果在Fermi能级区域具有高度一致性，验证了逆向结构映射算法的原理的可行性及可靠性。