美国西北大学的材料研究员推出的开放量子材料数据库

OQMD开放量子材料数据库是一个基于密度泛函理论(DFT)计算的材料的热力学和结构的数据库。它是由西北大学的Chris Wolverton研究组创建。美国西北大学材料与机械教授CHRIS WOLVERTON的研究组是一个具有交叉学科的研究组,其成员的背景非常多样,包括材料、物理、化学、机械工程和数学。

他们研究的内容也非常广泛,包括电池材料、储氢材料、太阳能材料、热电材料和机器学习数据挖掘等。

WOLVERTON研究组的计算资源丰富,有1008个核的Linux机群,此外他们还与西北高性能计算系统合作,有大量机时可以使用。

WOLVERTON受到了CEDER的Materials Project启发,按照自己的思路于2013年建立了“开放量子材料数据库”(theopen quantum materials database,OQMD)并免费在http://oqmd.org上公开。

这个数据库有友好的网络界面适合小规模访问,也提供API接口下载整个数据库。目前该数据库现在包含563247个条目,还包括一些全新的结构。OQMD中除了给出材料的晶体结构、能量、空间群、形成能、数据来源、能带等性质之外,清楚的显示出材料的相图是该数据库的一大特色。

此外,该研究组从数千个DFT计算的数据库 (OQMD)中构建了机器学习的模型,利用模型可预测任意化合物的热力学稳定性,而不需其它的任何输入,而且比DFT计算的时间少了6个数量级。WOLVERTON等使用该模型扫描了大约160万个新型三元化合物的候选组合,成功预测了4500 种新型的稳定材料。

同样利用机器学习的方法,WOLVERTON课题组研究了氧化锆中掺杂剂稳定性的力量驱动机制问题,他们创建一个聚类排序建模(CRM)自动化方法,用于发现大型性质数据库中的强大化学描述符,并将CRM应用于氧化锆掺杂剂的稳定性研究。CRM作为一种通用方法,在实验和计算数据两方面都可以进行操作,识别掺杂氧化物的电子结构特征,当掺入氧化物溶解在氧化锆中时能很好地预测氧化物的稳定性。

他们还利用一种被称为元素替换法的高通量计算方法,用DFT计算了378种XYZ型(X=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、 Ru、Rh,Y=Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni,Z=A1、Ga、 In、Si、Ge、Sn、P、As、Sb)的half-Heusler合金的电子结构、磁性和结构稳定性。通过计算,得到了相图,预测了全新的热力学稳定相和几十个具有负的形成能的半导体、半金属和接近半金属。

应该说,该研究团队目前在数据库建设、材料基因组技术方法开发及应用领域均具有一定的领先优势。

访问:**http://oqmd.org**

来了,老弟
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