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公开(公告)号：CN117198437A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311161894.8
申请日：2023-09-11
申请人： 上海大学
摘要： 本发明涉及新材料的设计与开发领域，公开了一种柔性钙钛矿热电材料的第一性原理筛选方法，该方法基于密度泛函理论的第一性原理计算，旨在提高发现新材料的效率；筛选方法包括以下步骤：(1)获取初始晶体结构；(2)利用第一性原理计算对材料进行磁性测试；(3)对无磁性的材料进行充分的结构弛豫，收敛以后进行自洽计算，随后进行电子结构计算，筛选出有带隙的材料；(4)利用第一性原理计算对有带隙的材料进行力学稳定性判断，筛选稳定的材料；(5)利用第一性原理计算对有带隙并且具有力学稳定性的材料进行延展性的测试，筛选具有延展性的材料；(6)利用第一性原理计算对具有高延展性的材料进行电输运计算和热输运计算，获取材料的figure‑of‑merit(ZT)值。
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公开(公告)号：CN116994677A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310620697.1
申请日：2023-05-29
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开一种基于形变势近似的电输运性能高通量计算方法。该方法将电输运性能计算中涉及的电子弛豫时间，只考虑电声相互作用，并使用形变势近似描述这一电声相互作用。发展了形变势常数的高通量计算方法，使用第一条能带平均值作为参考态，并将获得的形变势常数数据集用于高通量电输运性能计算。本方法与常数弛豫时间近似和常数平均自由程近似方法相比，具有更高的精度，与精确电声耦合方法相比，节约成本和时间更适用于高通量计算。本方法基于MatHub‑3d数据库，从该数据库中筛选出11993条半导体材料，高通量计算了11993种半导体材料的形变势常数，运用这一形变势常数数据集，高通量预测了10195条半导体材料的电输运性能。
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公开(公告)号：CN116759023A
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202310617549.4
申请日：2023-05-29
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开一种高通量计算半哈斯勒材料不同温度电子结构的方法。计算主要基于MatHub‑3d数据库。数据库中共有274种半哈斯勒材料，首先对这274种材料进行结构优化，然后计算电子结构和声子谱，筛选得到109种声子谱没有虚频且带隙大于0.1eV的稳定半导体结构。然后应用Allen‑Heine‑Cardona(AHC)理论，计算得到0‑1000K共11个温度下的电子结构。本发明方法通过高通量计算，能够提高效率，达到快速计算得到目标材料体系的目的，有利于为光电、热电材料的设计提供理论参考。
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公开(公告)号：CN118604121A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410682418.9
申请日：2024-05-29
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开了一种快速计算电声散射机制下材料晶格热导率的方法，其特征在于，步骤包括：S1，确定材料体系的晶体结构，获得三声子散射过程的相关物理量；S2，基于相关物理量，得到电子能量本征值；S3，计算材料体系的基本物理量；S4，基于电子能量本征值、基本物理量和相关物理量，获得高效电声散射率；S5，基于相关物理量和高效电声散射率获得总声子散射率，再结合晶格热导率张量公式，获得电声散射机制下的晶格热导率。本发明通过形变势近似理论取代了传统电声计算中耗时耗力的电声耦合矩阵元，在保持计算相对精度的同时大幅度降低计算成本，同时大大降低了计算所需的硬盘内存，还可实现多原子复杂体系的电声相互作用计算。
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公开(公告)号：CN118604120A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410682241.2
申请日：2024-05-29
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开了一种计算掺杂材料在多散射机制下晶格热导率的方法，步骤包括：S1，构建具有掺杂缺陷的超胞晶体结构；S2，计算三声子散射过程的相关物理量；S3，判断掺杂体系是异价掺杂还是等电子掺杂，若为异价掺杂，则计算电声散射率，进入S4；若为等电子掺杂，则直接进入S4；S4，计算晶界散射率；S5，计算得到总声子散射率；S6，计算掺杂体系在多散射机制下的晶格热导率。本发明针对处理掺杂缺陷材料热输运性质传统方法的局限性，提出了新的解决办法。可同时处理掺杂体系中的多种散射机制，使理论模拟的晶格热导率精度进一步提升；为材料性能优化和材料设计提供理论指导。
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公开(公告)号：CN118380068A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202410664260.2
申请日：2024-05-27
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开了一种计算镧系化合物相稳定性的方法，属于理论计算领域。该方法首先对晶体的立方相和六方相的原胞进行结构优化与自洽计算以获取两相的能量，进而计算形成焓差值。随后利用Hiphive软件处理第一性原理分子动力学计算所得的瞬态结构与受力信息，得到各竞争相在有限温度下的二阶力常数，再借助Phonopy软件计算考虑振动能的贡献后不同相的热力学性质，如形成焓、振动熵、吉布斯自由能等。通过比较各相的吉布斯自由能的大小，即可准确预测化合物的相稳定性与相变温度。此方法以有限温力常数替代0K力常数，可以计算在0K下声子谱含有较大虚频结构的热力学性质，扩大了适用范围，为材料体系的相稳定性研究提供了有力的理论支持。
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公开(公告)号：CN113311020A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110597707.5
申请日：2021-05-31
申请人： 上海大学
摘要： 本发明提供一种基于高通量第一性原理计算预测材料热电性质的方法，包括以下步骤：步骤1，对材料的初始晶体结构进行一次磁性测试计算，以便于获得材料的磁矩信息；步骤2，用共轭梯度算法或者拟牛顿算法对化合物进行结构优化计算，获得优化后的晶胞结构，接下来进行材料体积模量的计算、拟合，获得对应材料的体积模量信息，进而推导出材料的声速信息；步骤3，结构优化计算收敛之后进行材料的自洽计算，从而获得材料的电荷密度、总能量和磁矩。步骤4，基于步骤3算得的电荷密度，进行热电性质的计算。
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公开(公告)号：CN118553352A
公开(公告)日：2024-08-27
申请号：CN202410679168.3
申请日：2024-05-29
申请人： 上海大学
摘要： 本发明公开了通过机器学习原子间势来预测材料加压下相变过程的方法，步骤包括：S1，对原胞结构进行晶体结构优化，得到优化后的晶体结构；S2，基于优化后的晶体结构，构建机器学习原子间势(Machine Learning Interatomic Potentials,MLIP)模型；S3，基于MLIP模型，进行准确性验证，得到验证后的MLIP模型；S4，基于验证后MLIP模型，对材料加压下相变进行深入研究，得到分析结果。本发明通过给定初始晶胞结构，利用机器学习与原子模拟相结合的方法，采用双重自适应取样(Dual Adaptive Sampling,DAS)程序，并对其进行改进，并进行了加压下相变过程的研究，保证计算精度的同时提高工作效率。
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公开(公告)号：CN117174206A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202310968923.5
申请日：2023-08-03
申请人： 上海大学
IPC分类号： G16C60/00 , G06F30/20 , G06F119/08 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种计算填充方钴矿材料有限温度带隙的方法，涉及理论计算领域，首先通过对晶体原胞进行结构优化处理，然后通过微小体积变化和状态方程抛物线拟合能量‑体积关系，进一步的通过准谐近似(QHA)方法获得体积‑温度关系，确定不同温度下的平衡原胞结构，用于声子谱的计算，运用“one‑shot”方法(冻声子法)进而得到考虑晶格振动后的温度结构并计算能量，通过超胞能带反折叠方法获得有效能带，同时考虑晶格膨胀和晶格振动下的有限温度电子结构，达到预测特定温度下材料带隙的目的，该方法成本小且有较高的计算效率。
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