原子刚性晶格动力学蒙特卡罗是一种有效的模拟纳米物体和表面的方法，其时间尺度远长于分子动力学。然而，构建任何动力学蒙特卡罗模型的一个费力的部分是计算所有迁移势垒，这些势垒需要给出模拟中发生任何原子跳跃事件的概率。计算势垒的常用方法之一是微移弹性带法。完全描述模拟系统所需的障碍数量通常在数十万到数百万之间。计算如此大量的各种过程的障碍是远远不够的。在本文中，我们将讨论在表面上的障碍计算过程中出现的挑战，并提出了一个系统的和可靠的拴系力的方法来构建一个刚性的晶格障碍参数化的面心和体心立方金属晶格。我们已经产生了几个不同的障碍集铜和铁，可用于KMC模拟过程中任意粗糙表面。这些数据集以Data in Brief文章的形式发布，可供使用。
英文摘要：
Atomistic rigid lattice Kinetic Monte Carlo is an efficient method for simulating nano-objects and surfaces at timescales much longer than those accessible by molecular dynamics. A laborious part of constructing any Kinetic Monte Carlo model is, however, to calculate all migration barriers that are needed to give the probabilities for any atom jump event to occur in the simulations. One of the common methods of barrier calculations is Nudged Elastic Band. The number of barriers needed to fully describe simulated systems is typically between hundreds of thousands and millions. Calculations of such a large number of barriers of various processes is far from trivial. In this paper, we will discuss the challenges arising during barriers calculations on a surface and present a systematic and reliable tethering force approach to construct a rigid lattice barrier parameterization of face-centred and body-centred cubic metal lattices. We have produced several different barrier sets for Cu and for Fe that can be used for KMC simulations of processes on arbitrarily rough surfaces. The sets are published as Data in Brief articles and available for the use.
Vacancy formation energies and migration barriers in multi-principal element alloys
多主元素合金（MPEAs）由于其结构稳定性和抗辐射损伤能力的提高，作为结构和面向等离子体的材料继续受到关注。尽管机械行为对辐照和点缺陷形成的敏感性，但对基于耐火材料的MPEAs中空位稳定性和扩散的理解很少关注。利用密度泛函理论研究了体心立方（Mo 0.95 W 0.05）0.85 Ta 0.10（TiZr）0.05中空位的稳定性和扩散势垒.在这个MPEA中的结果显示出强烈的环境依赖性，源自与相邻原子之间的电荷转移相关的局部晶格畸变，该电荷转移随不同的化学环境而变化。我们发现晶格畸变程度和迁移势垒之间的相关性：（Ti，Zr）具有较小的畸变具有较低的势垒，而（Mo，W）具有较大的畸变具有较高的势垒，这取决于局部环境。在辐照下，我们的研究结果表明，（Ti，Zr）是显着更容易扩散比（Mo，W），而Ta显示中间效果。因此，由空位扩散引起的材料退化可以通过调整合金元素的组成来控制，以提高在极端操作温度和苛刻条件下的蠕变强度。
Multistability of interstitial magnesium and its carrier recombined migration in gallium nitride
Institute of Materials and Systems for Sustainability, Nagoya University（名古屋大学材料系统可持续研究所）；Quemix Inc.（Quemix公司）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）；Center for Innovative Integrated Electronic Systems, Tohoku University（东北大学创新集成电子系统中心）；Graduate School of Engineering, Nagoya University（名古屋大学大学院工学研究科）
Hydrogen Diffusion in Silicon - An ab initio Study of Hydrogen Kinetic Properties in Silicon
本文采用密度泛函理论计算了硅中氢缺陷的迁移和分解势垒等动力学性质。我们研究了以下缺陷：H原子（H）和离子（H+，H-），氢分子（H2）和氢络合物（H2*）。结果表明，主要的迁移物种是H离子，其电荷无关的迁移势垒为0.46 eV，与实验值[1]非常吻合。在较高的温度下，H2和H2* 分别以1.2和1.5 eV的势垒分解，而H2的迁移势垒为2.2 eV。因此，我们表明，与先前实验暗示的相反[2，3]，在硅中，氢分子不参与通过扩散的氢传输。1. A. Van Wieringen和N. Warmoltz，Physica 22，849（1956）. 2. S.拉奥，S。K. Dianjin，G. Lupke，N. H. Tolk和L. C. Feldman，Physical Review B 75，6（2007）. 3. N. Escherichiata，A. Kasuya和M. Suezawa，Physica B 308，1125（2001）.
Development of a 3D-CNN-based Prediction Model for Migration Barriers in Plasma-Wall Interactions
Graduate School of Science and Engineering, Yamagata University（山形大学理工学研究科）；Graduate School of Engineering, Nagoya University（名古屋大学工学研究科）；National Institutes for Quantum Science and Technology（国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構）；National Institutes of Technology, Nagaoka College（国立高等専門学校機構長岡技術科学大学）
Impact of Intermediate Sites on Bulk Diffusion Barriers: Mg Intercalation in Mg$_2$Mo$_3$O$_8$
用于Mg电池的高电压正极材料的正在进行的研究主要受到本体氧化物框架中差的Mg迁移率的阻碍。受Mo $_3$团簇的存在可以促进电荷重新分布以及Mg在非优选（四面体）配位环境中的存在的启发，我们研究了层状Mg $_2$ Mo $_3$ O $_8$（一种潜在的正电极）中的Mg（脱）嵌入行为。虽然没有观察到电化学活性，但Mg $_2$ Mo $_3$ O $_8$的化学脱镁是成功的，但导致非晶化。随后的第一性原理计算预测在低Mg浓度和高激活势垒的体Mg扩散的结构分解的热力学驱动力强，与实验观察。Mg扩散途径的进一步分析揭示了O-Mg-O哑铃中间位点，其产生高Mg $^{2+}$迁移势垒，表明过渡态对设置迁移势垒的大小的影响。
Predicting highly correlated hydride-ion diffusion in SrTiO$_3$ crystals based on the fragment kinetic Monte Carlo method with machine-learning potential
氧化物由于其快速的离子传导性和强的还原性而引起人们的关注。最近，氢化物离子在SrTiO $_{3-x}$ H $_{x}$氢氧化物晶体中的迁移已被研究，表明氢离子的迁移被缓慢的氧扩散阻断。在这项研究中，我们调查的氢化物离子迁移机制，使用动力学蒙特卡罗方法来了解氢化物和氧离子之间的关系。将该方法应用于氢化物和氧离子迁移的困难涉及离子迁移势垒的复杂变化，其动态地根据周围氢化物和氧离子的特性而变化。我们可以使用机器学习神经网络模型来预测这些复杂的变化。然后可以使用该模型进行模拟，以预测温度依赖的离子迁移行为。我们发现我们对氢化物离子扩散激活势垒的模拟结果与实验结果符合得很好。我们还发现，氢离子迁移的影响，缓慢的氧扩散和氧扩散的离子迁移障碍的变化加速。对于1,000 CPU的实现，该方法的并行处理效率为84.92%，表明该方法可以以合理的计算成本广泛应用于晶体中离子迁移的模拟。
Lattice vacancy migration barriers in Fe-Ni alloys, and why Ni atoms diffuse slowly: An ab initio study
United Kingdom Atomic Energy Authority（英国原子能管理局）；University of Warwick（华威大学）；H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托大学H.H.威尔斯物理实验室）；Northeastern University（东北大学）
Realization of the Switching Mechanism in Resistance Random Access Memory (RRAMTM) Devices: Structural and Electronic Properties Affecting Electron Conductivity in Halfnium Oxide-Electrode System through First Principles Calculations
Domain-Wall-Mediated Ultralow-Barrier Sliding and Pinning in Ferroelectric Moiré Superlattices Revealed by Machine Learning
National Center for Nanoscience and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家纳米科学中心）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
Sluggish and Chemically-Biased Interstitial Diffusion in Concentrated Solid Solution Alloys: Mechanisms and Methods
City University of Hong Kong（香港城市大学）；City University of Hong Kong Shenzhen Research Institute（香港城市大学深圳研究院）；Hong Kong Institute for Advanced Study, City University of Hong Kong（香港城市大学香港高等研究院）
