研究背景
图文摘要
研究方法
美国加州大学的学者采用高通量密度泛函理论（DFT）计算流程构建了迄今为止最大的DFT计算晶界属性数据库—晶界数据库（GBDB）。研究人员还开发了一种新的缩放结构模板方法，用于高通量晶界计算。这种方法可以将收敛晶界结构的计算成本降低约3-6倍。
构建了迄今为止最大的DFT计算晶界属性数据库GBDB。该数据库目前包含了58种元素金属的327个晶界数据，涵盖了体心立方（bcc）和面心立方（fcc）结构的10种常见扭转或对称倾斜晶界，以及密排六方（hcp）结构的 Σ7 [0001] 扭转晶界。
开发了一种新的缩放结构模板方法，用于高通量晶界计算，显著降低了计算成本。
开发了一种改进的预测模型，用于预测不同元素的晶界能量，提高了预测精度。
图2. 按γGB升序排列的(a) bcc、(b) fcc 和 (c) hcp/dhcp元素金属的晶界能γGB分布图
研究意义
为多晶材料的设计提供了晶界性质数据。
推动了高通量DFT计算在材料科学中的应用。
为晶界性质的预测模型提供了改进方向。
图3. γGB在以下各项之间的比较：(a) 与先前DFT值的比较；(b) 和 (c) 与 EAM和SNAP值的比较。(d)、(e) 和 (f) 将计算得到的 bcc Fe、fcc Al 和 fcc Ni 的γGB与实验测量的MRD进行了比较。其中：γGB 指的是晶界能；DFT 指的是密度泛函理论；EAM 指的是嵌入原子模型；SNAP 指的是谱邻近分析势；MRD 指的是随机分布倍数。
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