ترجمه فارسی مقاله مدول الاستیک و هدایت حرارتی مواد کوانتومی در دمای محدود

چکیده

We describe a theoretical and computational approach to calculate the vibrational, elastic, and thermal properties of materials from the low-temperature quantum regime to the high-temperature anharmonic regime. This approach is based on anharmonic lattice dynamics and the Boltzmann transport equation. It relies on second and third-order force constant tensors estimated by fitting temperature-dependent empirical potentials (TDEP) from path-integral quantum simulations with a first-principles machine learning Hamiltonian. The temperature-renormalized harmonic force constants are used to calculate the elastic moduli and the phonon modes of materials. Harmonic and anharmonic force constants are combined to solve the phonon Boltzmann transport equation to compute the lattice thermal conductivity. We demonstrate the effectiveness of this approach on bulk crystalline silicon in the temperature range from 50 to 1200~K, showing substantial improvement in the prediction of the temperature dependence of the target properties compared to experiments.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

ما یک رویکرد نظری و محاسباتی را برای محاسبه خواص ارتعاش ، الاستیک و حرارتی مواد از رژیم کوانتومی با دمای پایین به رژیم آنهارمونیک درجه حرارت بالا توصیف می کنیم.این رویکرد مبتنی بر دینامیک شبکه های آنهرمونیک و معادله حمل و نقل بولتزمن است.متکی به تانسرهای ثابت نیروی مرتبه دوم و سوم است که با استفاده از پتانسیل های تجربی وابسته به دما (TDEP) از شبیه سازی کوانتومی مسیر با یک ماشین اول آموزش همیلتون تخمین زده می شود.از ثابت نیروی هارمونیک دما دوباره برای محاسبه ماژول های الاستیک و حالت های فونون مواد استفاده می شود.ثابت های Harmonic و Anharmonic Force برای حل معادله حمل و نقل Phonon Boltzmann برای محاسبه هدایت حرارتی شبکه ترکیب شده اند.ما اثربخشی این رویکرد را بر روی سیلیکون کریستالی فله در محدوده دما از 50 تا 1200 ~ K نشان می دهیم ، که نشان دهنده بهبود قابل توجهی در پیش بینی وابستگی دما از خواص هدف در مقایسه با آزمایشات است.