Yield in Amorphous Solids: The Ant in the Energy Landscape Labyrinth
最近的研究表明，非晶态固体在振荡剪切作用下的屈服是一个从渐近周期到渐近混沌扩散动力学的动力学转变。然而，这种转变的类型和普遍性等级仍然未定。在这里，我们表明，包括一个非晶态固体的颗粒的坐标矢量的扩散行为时，受到振荡剪切，是类似于一个粒子扩散在一个扩散的晶格，所谓的“蚂蚁在迷宫”的问题，而产量对应于在晶格中的渗滤过渡。我们解释这是一个过渡的能量景观的连接，这会影响相空间区域的坐标矢量为一个给定的最大应变振幅。这一转变为观测到的极限环、周期大于1和屈服时时间尺度的发散提供了一个自然的解释。
2017-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superionic diffusion through frustrated energy landscape
具有高离子导电性的固态材料对于包括全固态锂离子电池在内的许多技术都是必需的。理解晶体结构如何决定离子扩散是快速离子导体发展的根本。在这里，我们表明，LiTi2（PS4）3表现出的锂离子扩散系数约一个数量级高于目前最先进的锂超离子导体。我们通过LiTi2（PS4）3的不寻常晶体结构合理化了这一观察结果，该结构没有为锂提供规则的四面体或八面体位置。这创造了一个平滑的，沮丧的能量景观，更像是液体中的能量景观，而不是典型的固体。这种令人沮丧的能量格局导致低活化能与高前因子相结合的高扩散系数。
2019-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Single atom force measurements: mapping potential energy landscapes via electron beam induced single atom dynamics
在过去的十年中，扫描透射电子显微镜（STEM）的原子聚焦光束被证明可以诱导材料结构的广泛转变，打开探测原子尺度反应和原子原子间物质组装的途径。然而，由于电子通过固体与原子和分子运动的能量和时间尺度之间的极端不匹配，束诱导转变的机制在很大程度上仍然未知。在这里，我们证明了石墨烯晶格中的单个掺杂剂Si原子可以用作原子尺度的力传感器，提供关于由束在化学相关的时间尺度上施加的随机力的信息。使用随机重建的分子动力学模拟，我们恢复的原子的势能景观，并用它来确定热（即白噪声）近似下的光束诱导效应。我们进一步证明，光束激发下的运动原子可以用来映射沿台阶边缘的势能，提供有关固体中原子尺度势的信息。这些研究为束流诱导原子动力学、固态转变的基本机制和预测性原子-原子制造的定量研究开辟了道路。
2018-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Exploring conformational energy landscape of glassy disaccharides by CPMAS 13C NMR and DFT/GIAO simulations. II. Enhanced molecular flexibility in amorphous trehalose
本文讨论了比较使用化学位移表面来模拟非晶态固体态二糖的实验13 C CPMAS数据，特别注意海藻糖的-1-1键，吡喃糖环之间的-1，4键（乳糖）和暗示呋喃糖环的键（蔗糖）。分子力学与DFT/GIAO从头算方法的结合提供了玻璃中构象分布的可靠结构信息。结果解释为与其他糖相比，海藻糖在非晶态固体状态下具有增强的灵活性。试图将这种性质与玻璃中分子内和分子间氢键网络之间的平衡联系起来。
2006-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Exploring conformational energy landscape of glassy disaccharides by CPMAS 13C NMR and DFT/GIAO simulations. I. Methodological aspects
本文的目的是评估化学位移表面的能力，以提供结构信息的构象分布的二糖在玻璃态固体。的有效性的一般方法导致模拟的非均匀13 C化学位移分布进行了详细讨论。特别是，一个适当的考虑极值和鞍点的化学位移图正确占实验CPMAS光谱中观察到的不连续性。只要满足这些基本要求，DFT/GIAO化学位移图计算放松构象导致一个非常令人满意的描述实验线型。在固态海藻糖作为无定形二糖的模型上，这种模拟方法明确地定义了玻璃中最常见的糖构象，并且可以帮助区分分子内能量景观的不同模型的有效性。应用到其他分子系统与广泛的构象人口预计产生更大的依赖计算的化学位移分布的构象图。
2006-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Fragile-to-strong transition and polyamorphism in the energy landscape of liquid silica
我们研究了静态和动态性质的液体二氧化硅在很宽的温度和密度范围内使用计算机模拟。结果表明，随着温度的降低，势能面发生了变化，这是从高温下的脆性液体向低温下的强液体转变的基础。我们还表明，比热异常与这种脆弱的强过渡，并建议，这种异常是有关的多晶行为的非晶态固体二氧化硅。
2001-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Statistical Mechanics of Thermal Diffusion in Rough Energy Landscapes
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
该研究从质量输运变分原理出发，提出统计框架描述复杂固体热扩散，表明微观涨落支配非阿累尼乌斯扩散，动力学项可机器学习处理，还阐述了固溶体空位扩散在不同条件下与阿累尼乌斯行为的关系。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural chirality measurements and computation of handedness in periodic solids
Université de Liège（列日大学）；Durham University（杜伦大学）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
本文提出了一种基于手性（helicity）的新方法，用于量化周期性固体中的手性程度，通过计算从高对称非手性相到低对称手性相的特征向量，评估手性度量方法的优劣。
2026-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the energy landscape of resistive switching in antiferromagnetic Sr(3)Ir(2)O(7)
研究了反铁磁莫特绝缘体Sr（3）Ir（2）O（7）在外加偏压下的阻变特性。以前的开关与电场驱动的结构转变。在这里，我们使用时间分辨测量的开关探测与过渡的能量障碍。我们量化的能量势垒高度相对于所施加的偏压的变化，并发现一个线性下降的障碍，随着偏压的增加。我们的观察结果支持反铁磁过渡金属氧化物的自旋电子学应用的潜力。
2018-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Strain localization driven by structural relaxation in sheared amorphous solids
二维无定形材料被建模为耦合在一起以形成弹性相干结构的介观单元片的组装。塑性被引入作为不同的极小值的存在，在能源景观的元素成分。在施加外部应变速率时，材料剪切通过具有四极对称性的元素滑移事件的外观。当元素成分的能量景观保持固定时，滑移事件均匀地分布在整个样品中，平均产生均匀的变形。然而，当能量景观在不同的空间位置可以动态地重新安排，以考虑结构松弛，系统开发的剪切带的形式在低剪切速率的不均匀变形，粘滑样运动在剪切带的最低剪切速率。应变局部化的起源可以追溯到应变率和应力之间的负相关区域，只有当存在结构松弛时才会出现。该模型还再现了其他众所周知的影响，在非晶材料的流变学，作为一个应力峰在应变率控制的实验从休息开始，和增加的最大值，这个峰值与样品年龄。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantifying chemical short-range order in metallic alloys
本研究针对金属合金固溶体中化学短程有序（SRO）难以量化的问题，提出结合机器学习的多尺度原子分辨率方法，可准确预测SRO长度尺度并关联其与晶格畸变等基本量的关系，推动固溶体定量研究及相关模型发展。
2024-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Peak Broadening in Photoelectron Spectroscopy of Amorphous Polymers: the Leading Role of the Electrostatic Landscape
本文首次结合密度泛函理论、多体微扰理论和经典极化嵌入，建立计算协议，揭示非晶态聚合物中静电环境不均匀性是光电子能谱峰展宽的主导因素，并发现极性基团会增强展宽。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Visualising energy landscapes through manifold learning
能源景观提供了一个概念框架的结构预测，详细了解其拓扑特征是必要的，以开发有效的方法，他们的勘探。可视化这些表面的能力是必不可少的，但相应的配置空间的高维性使得这很困难。在这里，我们提出了随机超空间嵌入和投影（SHEAP），这是一种能源景观可视化方法，其灵感来自于通过流形学习进行降维的最先进算法，如t-SNE和UMAP。SHEAP的性能通过其应用于Lennard-Jones团簇、固态碳和四元体系C+H+N+O的能量景观来证明。它产生这些景观的有意义和可解释的低维表示，再现众所周知的拓扑特征，如漏斗，并提供新的见解，他们的布局。特别是，一个内在的低维分布的局部极小值跨配置空间被揭示。
2021-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Atomistic analysis of Li migration in $\text{Li}_{1+x} \text{Al}_x \text{Ti}_{2-x} {(\text{P} \text{O}_4)}_3$ (LATP) solid electrolytes
我们研究了锂离子在LATP [ $\text{Li}_{1+x} \text{Al}_x \text{Ti}_{2-x} {(\text{P} \text{O}_4)}_3$ ]固体电解质从原子的观点通过密度泛函理论计算。我们改变Al含量，并研究其对LATP的晶体结构和间隙锂离子的迁移能量景观的影响。锂扩散的能量分布被发现是系统的Al离子的位置直接附近的迁移路径的影响，我们推导出一个简化的分类方案的三个通用的能量分布形状。的Al/Ti比对Li迁移的整体影响进行了分析，通过分离成化学和几何方面。这项工作提供了一个坚实的基础，资源有效的计算检查的锂在LATP的离子电导率与不同的Al/Ti浓度。
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Impact of the Energy Landscape on the Ionic Transport of Disordered Rocksalt Cathodes
传统的方法来确定离子传输途径往往假设等概率占据所有的跳跃网站，并完全集中在寻找它们之间的最低迁移障碍通道。虽然这种策略已成功应用于固态锂电池材料，历史上大多是有序的框架，但在新兴的无序电极材料中，由于过渡金属（TM）环境的不同分布，一些锂位点可能比其他锂位点更稳定。使用动力学蒙特卡罗模拟，我们表明，在这种阳离子无序化合物中，只有一小部分由所谓的低垒“0-TM”通道连接的Li位点实际上参与了Li扩散。通过这些位点的Li扩散行为（其主要由在Li提取期间施加的电压确定）可以使用大于0-TM屏障本身的有效迁移屏障来捕获。在室温下，由于阳离子无序而抑制的渗流可使离子扩散系数降低2个数量级以上。
2023-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Grain extraction and microstructural analysis method for two-dimensional poly and quasicrystalline solids
虽然有缺陷的固体晶体材料的微观结构对其物理性质具有显著影响，但有效和准确地确定给定的多晶微观结构仍然是一个挑战。在本文中，我们提出了一个高度概括和可靠的变分方法来实现这一目标的二维晶体和准晶材料。该方法成功地使用各种大规模的缺陷固体系统进行基准测试和优化，包括周期性结构和准晶对称性，以量化其微观结构特征，例如，晶粒尺寸和晶格取向差分布。我们发现，许多微观结构的性能表现出独立的基本对称性的普遍功能。
2018-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Predicting ionic conductivity in solids from the machine-learned potential energy landscape
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Institute for Functional Intelligent Materials（功能智能材料研究所）；Centre for Advanced 2D Materials（先进二维材料中心）；HSE University（俄罗斯高等经济大学）；Faculty of Computer Science（计算机科学学院）；Yale-NUS College（耶鲁-新加坡大学学院）；Department of Materials Science Engineering（材料科学与工程系）；Department of Physics（物理系）；Constructor Knowledge Labs；Constructor University
本研究针对传统超离子材料计算筛选方法效率低的问题，提出基于通用原子间势与启发式结构描述符的快速筛选方法，在含锂材料筛选中准确率高且速度远超现有分子动力学方法。
2025-04-14 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Topology of the energy landscape of sheared amorphous solids and the irreversibility transition
最近的实验和模拟的非晶态固体的塑性变形的振荡驱动发现令人惊讶的行为-小应变振幅的动态可以是可逆的，这是相反的塑性作为一个不可逆的变形形式的通常概念。这种可逆性允许系统达到极限环，其中塑性事件在振荡驱动下无限重复。达到可逆极限循环，可能需要大量的驾驶循环，据推测，在瞬态期间遇到的塑性事件不会再次遇到，因此是不可逆的。使用图形表示的系统的稳定配置和连接它们的塑料事件，我们表明，可逆性的概念是更微妙的。我们发现，可逆的塑性事件是丰富的，并且在过渡期间遇到的塑性事件的很大一部分实际上是可逆的，在这个意义上，它们可以是一个可逆的变形路径的一部分，我们观察到的过渡图可以被分解成集群的配置是由可逆的过渡连接。这些簇是图的强连通分量，并且它们的大小是幂律分布的。其中最大的是分组在区域的可逆性，这反过来又限制了区域的不可逆性，其数量在较大的应变增殖。我们的结果提供了一个解释的不可逆性转变-在临界强迫振幅的瞬态周期的发散。长瞬变是由于在寻找一个足够大以包含一个特定振幅的极限环的团簇时，团簇之间的可逆性跃迁造成的。对于足够大的振幅，搜索时间变得非常大，因为极限环的大小变得与可逆性区域的大小不相容。
2021-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Computational Study of Yttria-Stabilized Zirconia: I. Using Crystal Chemistry to Search for the Ground State on a Glassy Energy Landscape
氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）是一种含有大量氧空位的ZrO 2-Y2 O3固溶体，广泛应用于能源和工业领域。过去的计算研究正确地预测了阴离子扩散率，但不是阳离子扩散率，这是重要的材料加工和稳定性。其中一个挑战在于确定一个类似于玻璃景观中的基态的合理配置。这是不太可能来自随机抽样，即使是一个非常大的样本空间，但几率大大提高，通过将包装偏好揭示了一个中等大小的配置库建立从经验电位计算。从头计算证实了这些偏好，这证明了非常强大的延伸到第五阳离子氧壳层约8埃。然而，由于挫折感，在基态中仍然存在着猖獗的违反堆积偏好和电荷中性的行为，而接近它的方法与玻璃弛豫有着密切的相似之处。快速弛豫通过阳离子周围的快速氧运动进行，而缓慢弛豫需要缓慢的阳离子扩散。后者必然是合作的，因为强耦合所施加的长期包装偏好。
2017-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Advancements in Solid-State Sodium-Based Batteries: A Comprehensive Review
本文系统综述了固态钠基电池在固态电解质、界面稳定性及电极材料方面的最新进展，指出其凭借安全性、可持续性和钠资源丰富性，有望成为锂基电池的可再生能源替代方案。
2025-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Exploring energy landscapes of charge multipoles using constrained density functional theory
本文提出一种在密度泛函理论中约束局部电荷多极矩的方法，可选择性控制特定多极矩以探索局部极小值外的能量景观，并成功应用于KCuF$_3$及固溶体体系，为研究材料对称性破缺和隐藏序提供强大工具。
2023-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Hierarchical Potential Energy Landscape of Screw Dislocation Motion in Refractory High-entropy Alloys
具有浓缩固溶体的高熵合金（HEAs）被认为具有崎岖的原子和能量景观，其中位错运动必须进行以适应机械变形。基本的问题仍然是，能源格局有多粗糙，以及在多大程度上可以受到其组成元素的局部排序的影响。在这里，我们构建和报告的势能景观（PEL）控制螺位错运动在耐火HEAs，揭示了一个层次和多层次的结构与集合嵌套在大metabasin的小盆地。HEAs的这一显著特征对鞍点激活施加了捕获力和背应力，阻碍了位错运动。通过引入化学短程有序，能量景观是平滑的，但在不同程度上倾斜的速率限制过程从扭结滑移到扭结对成核。HEAs中的化学无序粗糙化的PEL，类似于金属玻璃中诱导的结构无序，表示两组不同材料的非凡力学行为背后的各种势垒跳跃过程的作用。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Identifying the ground state structures of point defects in solids
点缺陷是晶体材料的普遍特征。它们的识别通常通过将实验测量与理论模型相结合来解决。然而，模拟缺陷的标准方法容易丢失与理想化晶体学环境中的能量降低重建相关的基态原子构型。丢失的基态会影响计算性能的准确性。为了解决这个问题，我们报告了一种方法来有效地导航缺陷的配置景观使用有针对性的债券扭曲和嘎嘎作响。将我们的工作流程应用于一系列材料（$\rm CdTe$、$\rm GaAs$、$\rm Sb_2S_3$、$\rm Sb_2Se_3$、$\rm CeO_2$、$\rm In_2O_3$、$\rm ZnO$、N- $\rm TiO_2$）揭示了通过常规局部最小化技术未发现的每个主体晶体中的对称性破缺。点缺陷畸变按相关的物理化学因素分类。我们证明了这些缺陷的扭曲衍生的属性，包括形成能，浓度和电荷跃迁水平的影响。我们的工作为不完美固体的定量建模向前迈进了一步。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Similarity of Precursors in Solid-state Synthesis as Text-Mined from Scientific Literature
收集和分析固态化学文献中的大量信息可以加速我们对材料合成的理解。然而，一个主要问题是难以确定综述段落中的哪些材料是前体或目标材料。在这项研究中，我们开发了一个两步的化学命名实体识别（CNER）模型，以确定前体和目标，根据周围的材料实体的上下文信息。使用提取的数据，我们进行了荟萃分析，以研究在固态合成的背景下前体之间的相似性和差异。为了量化前体相似性，我们建立了一个替代模型来计算用一种前体替代另一种前体同时保留靶标的可行性。从一个层次聚类的前兆，我们证明了“化学相似性”的前兆可以从文本数据中提取。量化前体的相似性有助于为预测合成模型中的候选反应物提供基础。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Basis Glass States: New Insights from the Potential Energy Landscape
使用势能景观形式主义，我们表明，在温度范围内的玻璃形成系统的动态是热激活的，存在一组独特的“基础玻璃状态”，其中每个被限制到一个单一的metabasin的能量景观的玻璃形成系统。这些基本玻璃态覆盖了系统的整个构型空间，仅表现出二次弛豫，并且是固体状的。系统的任何宏观状态（无论是液体还是玻璃）都可以表示为基础玻璃状态的叠加，并且可以通过这些状态的概率分布来描述。在液体从高温冷却期间，概率分布在足够低的温度下冻结，描述液体到玻璃化转变的过程。在随后的老化过程中，概率分布向平衡分布的时间演变描述了玻璃的主要弛豫。
2019-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Optical line shapes of color centers in solids from classical autocorrelation functions
提出基于分子动力学直接采样自相关函数的MD-ACF方法，结合机器学习势预测固体色心光学线型，突破GF方法在非谐性、高温及非晶体系中的限制。
2024-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Skyrmion Lattice Domain Formation in a Non-Flat Energy Landscape
Institute of Physics, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学物理研究所）；Singulus Technologies AG（辛古卢斯技术有限公司）；Center for Quantum Spintronics, Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学物理系量子自旋电子学中心）
研究通过调节能景控制天体晶格秩序，揭示了pinning效应在域边界形成与演化中的作用，为研究新兴天体晶格性质和二维相行为提供新路径。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Potential energy landscape picture of zero-temperature avalanche criticality governing dynamics in supercooled liquids
Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究所）；D3 Center, The University of Osaka（大阪大学D3中心）；Department of Physics, The University of Osaka（大阪大学物理系）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理系）；Division of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科化学工程专攻）
通过分子动力学模拟，研究揭示了超冷却液体中非平凡慢动力学可通过零温度崩塌临界性图景描述，提出统一解释模式耦合转变附近现象的潜在能景观模型。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nudged-elastic band method with two climbing images: finding transition states in complex energy landscapes
改进了轻推弹性带（NEB）方法，引入了两个攀登图像（C2-NEB），使之能在复杂的能量环境中寻找过渡态，如具有蛇形最小能量路径（MEP）的能量环境.如果单个攀爬图像（C1-NEB）成功找到TS，则C2-NEB以更高的稳定性和准确性找到它。然而，C2-NEB适用于更复杂的情况，其中C1-NEB错过TS，因为鞍点附近的MEP和NEB方向不同。一般来说，C2-NEB不仅能找到TS，还能保证攀爬图像从MEP的相对两侧接近TS，并从三个图像（能量最高的图像及其攀爬邻居）中估计准确性。C2-NEB适用于固定单元NEB和广义固态NEB（SS-NEB）。
2014-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Quantification of uncertainty in first-principles predicted mechanical properties of solids: Application to solid ion conductors
计算引导的材料发现正越来越多地使用基于筛选器的筛选，通过计算一些感兴趣的属性。精确理解与第一性原理密度泛函理论计算的属性值相关的不确定性对于基于闪烁器的筛选的成功是重要的。贝叶斯误差估计方法已内置到几个最近开发的交换相关泛函，它允许估计与基态能量相关的属性的不确定性，例如吸附能。在这里，我们提出了一个强大的和计算效率高的方法来量化的机械性能，这取决于能源的衍生物的不确定性。该过程包括计算具有不同应变的平衡单元体积周围的能量，并将所获得的能量拟合到相应的能量-应变关系。在每一个应变，我们使用的不是一个单一的能量，能量的合奏，给我们一个合奏的配合，从而，合奏的机械性能与每个配合，其蔓延可以用来量化其不确定性。能量系综的产生只是一个后处理步骤，涉及交换相关泛函参数的扰动和非自洽地求解能量。所提出的方法是计算效率高，并提供了一个更强大的不确定性估计相比，采用几种不同的交换相关泛函的自洽计算的方法。我们证明了该方法，通过计算的不确定性界限硅使用开发的方法。我们表明，计算的不确定性边界使用三种不同的GGA泛函：PBE，PBESol和RPBE获得的属性值。
2016-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Mapping Interfacial Energetic Landscape in Organic Solar Cells Reveals Pathways to Reducing Nonradiative Losses
本文通过局域能量映射与灵敏EQE测量揭示PM6基有机太阳能电池的界面能量景观和CT态流形，证明PM6:Y6凭借尖锐D/A界面、低界面无序性和低S1-CT偏移实现低非辐射损失，为现代非富勒烯受体体系提出最小化ΔVnr的设计规则。
2024-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantifying Disorder One Atom at a Time Using an Interpretable Graph Neural Network Paradigm
本研究利用图神经网络定义了物理可解释的局部无序度指标，将原子构型多样性编码为固液相间的连续谱，并在固液界面、多晶和晶界等场景中成功追踪时空演化，为量化复杂原子结构与宏观现象间关系提供了通用途径。
2022-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Reversible Plasticity in an Amorphous Solid
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究非晶固体中局部重构的动力学，揭示其在不同频率下的行为变化及有效势能的计算方法。
2025-12-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Minimal Physics-Based Model on the Electrochemical Impedance Spectroscopy of Solid-State Electrolyte
固态电池由于安全性和能量密度优势而成为潜在的下一代能量存储装置。电解质的发展是固体电池的重要课题之一。电化学阻抗谱（EIS）是一种常用的测量技术，用于获得电导率和诊断电解质。目前的解释主要是利用曲线的周期部分，而舍弃了EIS揭示的其他信息，如曲线在低频的斜率。更糟糕的是，曲线上的一些特征没有得到充分解释。为了更好地理解传输机制并解释阻抗谱曲线，我们引入了一个连续模型来量化电解质中的离子传输和电流。将模型生成的EIS曲线与实验数据进行了比较，结果表明两者吻合较好。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Free energy reconstruction from steered dynamics without post-processing
各种方法实现的非平衡轨迹的合奏重要性采样，使估计自由能的差异，并通过最大似然后处理，重建自由能景观。在这里，贝叶斯定理的基础上，我们提出了一个更直接的方法，其中后验似然函数被用来构建转向动力学和推断的所有采样状态的平衡的贡献。该方法是用两个转向时间表来实现的。首先，使用非自主转向，我们计算的Fe-α中的空位的迁移势垒。其次，使用一个自治调度相关的metadhesics和相当于温度加速分子动力学，我们准确地重建的二维自由能景观的38个原子的Lennard-Jones集群作为一个功能的取向键序参量和能量，到固-固结构转变温度的集群和没有最大似然后处理。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech math-ph
Constrained Diffusion for Accelerated Structure Relaxation of Inorganic Solids with Point Defects
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文提出了一种约束扩散模型，用于高效模拟具有点缺陷的无机固体结构弛豫，提升第一性原理模拟的效率和准确性。
2026-02-22 cond-mat.mtrl-sci cs.AI cs.LG
Computational Exploration of the Nanogold Energy Landscape
我们使用密度泛函理论来量化金纳米团簇的有限尺寸和形状效应。我们专注于二十面体和立方八面体团簇的结合能作为键长的函数的计算。我们发现立方球形金团簇的13个原子的能量较低。对于55个原子，我们发现二十面体金团簇具有较低的结合能。我们还介绍了一个参数家庭的几何形状，二十面体和立方八面体集群之间的插值是参数化的角度变量。我们确定了13和55原子团簇的结合能对形状的依赖性作为角度变量的函数，最小值分别在立方八面体点和二十面体点。我们还计算了147个原子的金纳米团簇的结合能，结果表明二十面体团簇的结合能低于立方八面体团簇。我们还计算了结合能的$Au_{55}O_2$分子与可能的应用催化。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Asymmetric Energy Landscapes Control Diffusion in Glasses
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究揭示了玻璃中扩散激活能的来源，发现相关性运动而非局部重构障碍主导激活能，且该机制在多种玻璃中均有效。
2026-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
AtomREM: Non-empirical seeker of the minimum energy escape paths on many-dimensional potential landscapes without coarse graining
最近，一种非经验的随机步行算法已经被开发用于从势面的最小值搜索最小能量逃逸路径（MEP）[J. Phys. Soc. Jpn. 87，063801（2018）; Physica A，528，121481（2019）]。该方法基于原子组态分布函数的Master方程，该方程具有沿势面谷向上寻找MEP的性质。本文介绍了AtomREM（原子稀有事件管理器），这是一个MPI并行求解程序包执行该方法，它产生最小能量的反应路径的原子位置的微观演化。它是开源的，并在GNU通用公共许可证（GPL）下发布。AtomREM与LAMMPS分子动力学模拟器接口，作为应用于各种系统的通用势函数库。给出了分子和固体体系的应用实例。
2019-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Kinetic view on dynamic plasticity of crystalline solids
本文提出基于多面体胞腔复形（PCC）微观滑移演化的动力学视角，取代传统位错模型，为晶体固体塑性流动提供统计与热力学描述，并揭示应变率敏感性的微观机制。
2024-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
