Структурная наследственность жидкость-кристалл в потенциалах машинного обучения для сетеобразующих систем
И. А. Балякин+*, Р. Е. Рыльцев+ 1), Н. М. Щелкачев+× 1)
+Институт металлургии Уральского отделения РАН, 620016 Екатеринбург, Россия
*Научно-образовательный центр "Наноматериалы и нанотехнологии",
Уральский Федеральный университет, 620002 Екатеринбург, Россия
×Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина, 142190 Москва, Россия
Abstract
В работе рассмотрен вопрос о способности потенциалов машинного
обучения (MLIP), параметризованных с использованием только
неупорядоченных конфигураций, соответствующих жидкости, описывать
свойства кристаллических фаз и предсказывать их структуру. В качестве
объекта исследования мы рассматриваем сетеобразующую систему
SiO2, обладающую большим количеством полиморфных фаз, значительно
отличающихся по структуре и плотности. С использованием только
высокотемпературных неупорядоченных конфигураций был параметризован MLIP
на основе искусственных нейронных сетей (модель DeePMD). Потенциал
демонстрирует хорошую способность воспроизводить ab initio
зависимости энергии от объема и плотности колебательных состояний для
всех рассмотренных тетра- и октаэдрических кристаллических фаз
SiO2. Более того, при помощи комбинации эволюционного алгоритма и
разработанного DeePMD-потенциала удалось воспроизвести реально
наблюдаемые в эксперименте кристаллические структуры SiO2. Такая
хорошая переносимость жидкость-кристалл для MLIP открывает перспективы
моделирования структуры и свойств новых систем, для которых отсутствует
экспериментальная информация о кристаллических фазах.