第一原理計算の回帰に基づいた原子間ポテンシャルによるＨＣＰ金属塑性変形機構の解析

基于第一性原理计算回归的原子间势分析HCP金属塑性变形机理

基本信息

批准号：
15J07315
负责人：
高橋亮
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

計画当初は，HCP金属においてニューラルネットワークポテンシャル(NNP)によって塑性変形に適した原子間ポテンシャルを構築する予定であったが，初年度にポテンシャル構築の枠組みの改善の必要があると考えた．そこで研究室で提案された線形回帰ポテンシャルを用いることとし，更に記述子と呼ばれる結晶構造の特徴量ベクトルを改良し多体間相互作用を効率的に採り入れるポテンシャル構築の枠組みを開発し，ポテンシャルの精度を向上させることに成功した．この手法により，典型元素の物性値予測の精度が向上したが，研究途中，特にTi等の不飽和なd電子を持つ元素などで，物性値予測の精度が未だ不十分であることが分かった．当該年度の研究において，3体間の結合角度に依存した相互作用を採り入れることによって，昨年度提案した原子間ポテンシャル構築の枠組みを更に拡張した．また，提案した手法に基づいて，31種類の多様な元素についてポテンシャルを構築し，構築したポテンシャルによって弾性定数などの実用のシミュレーションで重要と考えられる物性値の予測を行い，予測結果を既存の原子間ポテンシャルによる予測と比較した．その結果，本研究により構築された原子間ポテンシャルは既存の物理学的考察に基づいた原子間ポテンシャルや昨年度までの枠組みで構築した線形回帰ポテンシャルに比べて，特に不飽和なd電子を持つ遷移金属で物性値予測が大幅に改善していることを示し，提案手法の有用性を確認した．この結果は，昨年度に提案したポテンシャル構築の枠組みと合わせ，当初に存在していた原子間ポテンシャル構築の枠組みの適用範囲・精度を非常に大きく改善するものである．

在计划开始时，我们计划使用HCP金属中使用神经网络电位（NNP）构建适合塑性变形的原子质潜力，但我们认为第一年需要改善潜在构造的框架。因此，我们决定使用实验室中提出的线性回归电位，并进一步开发了一个框架来构建电势，通过改善称为描述符的晶体结构的特征向量，有效地融合了多体相互作用，并成功地提高了潜力的准确性。该方法提高了预测典型元素的物理特性的准确性，但是在研究期间，发现预测物理特性的准确性仍然不足，尤其是对于具有Ti等不饱和D-电子的元素。在今年的研究中，我们进一步扩展了去年通过纳入依赖于三个体之间键角的相互作用来构建原子质潜力的框架。此外，基于提出的方法，为31个不同的元素构建了电势，并且根据构造的电位，预测物理特性在诸如弹性常数（例如弹性常数）中很重要，并将预测结果与使用现有的原子间电位进行比较。结果，这项研究中构建的原子间潜力表明，本研究中构建的原子质潜力显着改善了物理性质价值预测，特别是对于基于现有的物理考虑因素和框架中构建的线性回归势的原子间潜能，使原子质潜力与去年构建的线性回归潜能相比，使拟议方法的有用方法使其确定。该结果以及去年提议的潜在建设框架大大提高了一开始存在的原子间潜在构建框架的范围和准确性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

第一原理計算の線形回帰による原子間ポテンシャル構築：多体間相互作用の寄与

通过第一原理计算的线性回归构建原子间势：多体相互作用的贡献

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
尹盛煜;青木祥宏;藤井英俊;高橋亮，世古敦人，田中功
通讯作者：
高橋亮，世古敦人，田中功

単体金属における原子間ポテンシャルの線形表現

简单金属中原子间势的线性表达

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kyohei Fujita;Zhonggang Feng;Daisuke Sato;Takao Nakamura;Tadashi Kosawada;Yasuyuki Shiraishi;Mitsuo Umezu;高橋亮，世古敦人，田中功
通讯作者：
高橋亮，世古敦人，田中功

First-principles interatomic potentials for ten elemental metals via compressed sensing

DOI：
10.1103/physrevb.92.054113
发表时间：
2015-05
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Atsuto Seko;Akira Takahashi;I. Tanaka
通讯作者：
Atsuto Seko;Akira Takahashi;I. Tanaka

Many-body interaction of linear ridge potential energy surface

线性脊势能面的多体相互作用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.Takahashi;A.Seko;I.Tanaka
通讯作者：
I.Tanaka

Numerical Representation of Crystal Structure for Constructing Interatomic Potential with Machine Learning Technique

用机器学习技术构建原子间势的晶体结构的数值表示

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akira Takahashi;Atsuto Seko;Isao Tanaka
通讯作者：
Isao Tanaka

DOI：
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通讯作者：
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发表时间：
2019
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0
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发表时间：
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通讯作者：
高橋亮