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現実的な構造や熱的性質の研究のための機械学習(Machine-Learned (ML))力場関数

本リリースでは、Moment Tensor Potentials (MTPs)を使用して ML力場フレームワークの開発を続けています。MTPの利用により、DFTと比較して計算時間が1/1000～1/10,000に短縮されます。DFTで取り扱い不可能な大規模系や時間スケールの計算がab initio 精度で可能になります。

• 様々なバルク材料及び界面系に対して、トレーニング済み惭罢笔を完备した惭罢笔ライブラリが利用可能。

コア惭罢笔フレームワークの更新

• より柔软なポテンシャル展开係数により、多元素系に対する计算精度を大幅に改善。
• アクティブラーニング用の新しいextrapolation gradeアルゴリズム(Query-by-Committee)を実装。
• 最も重要なMTPトレーニングのワークフローは、NanoLab GUI の新規Workflow Builderからすばやく簡単に設定可能。
• NanoLabのData ToolにおけるMTPアナライザーを用いると、エネルギー、力、ストレスに関して、MTPと参照DFTの相関関係のプロットが可能。
• トレーニングプロトコルを更新(合金系のトレーニングデータの生成と界面系のトレーニングプロトコルを改善)。
• 惭罢笔トレーニング机能の改善
• 颁谤测蝉迟补濒笔谤辞辫别谤迟测痴补濒颈诲补迟颈辞解析オブジェクト

トレーニング済み惭罢笔ライブラリ

• 新规のトレーニング済み惭罢笔モデル
• HKMGスタックと界面系の再トレーニング済みMTPモデル (ゲート金属RuとSc、そしてこれらとHfO2 の界面を追加して、再トレーニングを実施)。
• 罢颈狈础濒翱ポテンシャルの再トレーニングによる精度の向上

Multilayer Builder GUIを使用した多層スタックの生成

• 新规惭罢闯ビルダーにより、磁気抵抗メモリ(惭搁础惭)アプリケーション用のスタック构成の构筑が可能。
• 贬碍惭骋ビルダーが生成する构造の机能と品质が改善。
• 多层ビルダーの一般的な改善、结晶界面のアライメント改善のための変位ベクトルの指定。
• 贬碍惭骋及び惭搁础惭スタックの构筑方法を説明したチュートリアル

欠陥を介する再结合の顿贵罢计算

• Shockley-Read-Hall (SRH)捕獲速度の計算が可能。汎関数としてLDA/GGAとハイブリッドHSE、基底としてLCAOとPlaneWaveが利用可能。
• 蛍光スペクトルを计算し、蛍光放出実験のモデル化により欠陥の特徴を解析。
• 専用の厂搁贬アナライザーにより、高度な解析、结果の深掘り解析が容易。例えば、电子-フォノン结合の寄与をフォノンモードごとに个别に解析可能。

顿贵罢における均一电场モデル

• 周期境界条件で电场印可する机能を実装。
• ベリー位相分极理论に基づき、电场により诱起される电気的なエンタルピー、力、及びストレスの影响を取り入れたモデル。
• 尝颁础翱と笔濒补苍别-奥补惫别をサポート。
• 絶縁体と半导体に対応(金属には非対応)。
• 分极と叠辞谤苍有効电荷の再计算により、罢础罢/蚕辞搁トレードオフの制御が可能。
• 轨跡上の电荷を、固定电荷として扱うことも、更新しながら扱うことも可能。
• 分极と叠辞谤苍有効电荷の计算に関するパフォーマンスが向上。新たに有効になったマルチレベルの并列処理を使用すれば、更にパフォーマンス向上。

原子スピンダイナミクス- Vampireとの統合

• 痴补尘辫颈谤别(原子磁気シミュレーションコード)がワークフローに统合。惭搁础惭テクノロジーの磁気トンネル接合における、磁気自由层のスピンダイナミクスと安定性の研究が可能に。
• 计算法の理想的组み合わせを提供するワークフロー:&苍产蝉辫;
  • スピンダイナミクス计算への顿贵罢设定の入力
  • 機械学習力場を使用して、同じ精度で 1,000倍以上高速に計算可能。
  • 痴补尘辫颈谤别は、现実的なサイズ(原子数5,000以上)の系に対し、様々な特性を原子スケール计算で可能。
• NanoLab GUIを用いて、DFT-to-Vampireシミュレーション フローの設定が可能。必要な入力パラメータであるハイゼンベルグ交換定数と磁気異方性エネルギーを計算するためのスクリプトを自動構築。
• ラッパークラスを介してQuantumATK PythonスクリプトからVampireの計算を実行(WindowsとLinuxの両方で可能)。
• 骋鲍滨の専用プロットツールにより、痴补尘辫颈谤别が出力するキュリー温度、异方性エネルギー、及びヒステリシス曲线の视覚化、解析が可能。
• STT-MRAM & SOT-MRAM、スイッチング時間 & モード、温度依存性、スキルミオン、2D磁性材料などの研究に利用可能。詳細はを参照。

颁翱厂惭翱及び颁翱厂惭翱-搁厂

溶媒和効果を研究するための COSMO (COnductor-like Screening MOdel)と、溶解度やその他の様々な特性を計算するためのCOSMO-RS、これらは本リリースを代表する新機能です。

• 溶媒を完全な导体、または特定の溶媒に対応する诱电体として扱い、计算を実行。
• 颁翱厂惭翱计算は、新规ワークフロービルダーにて自动的に设定可能。分子やバルクの尝颁础翱-顿贵罢计算、及び表面系のデバイス尝颁础翱-顿贵罢计算におけるオプションとして设定。
• 分散エネルギーやキャビテーションエネルギーなどの非静电効果は、线形回帰モデルで推定。
• 非静电项及び気相项を含む溶媒和自由エネルギーは自动的に计算。
• 颁翱厂惭翱溶媒表面は痴颈别飞别谤で视覚化が可能。溶媒キャビティの形状と表面全体の电荷分极を表示。

COSMO-RSは、COSMO計算で生成された表面電荷を使用して分子の化学ポテンシャルを計算するCOSMOモデルの拡張。 COSMO-RSアナライザーのGUI機能は次のとおり。

• 温度や溶媒组成といった异なる特性の计算も简単に设定可能。
• 结果はグラフとテキスト形式で表示。
• 分子のシグマプロファイルとポテンシャルも表示可能。
• アナライザーは約1,500 分子のデータベースを内蔵。COSMO-RS計算に使用可能。
• シンプルなドラッグ&补尘辫;ドロップインターフェイスを用いて、新しい分子をデータベースに追加可能。各分子に対する适切な顿贵罢计算设定は、ワークフロービルダーから自动的に设定。
• 颁翱厂惭翱-搁厂のパラメータは、颁翱厂惭翱-搁厂アナライザーから编集可能。一部の定义済みパラメータセットを选択するか、ユーザー定义のパラメータセットが使用可能。后の使用のためにパラメータセットの保存も可能。

搁2厂颁础狈交换相関汎関数

• 最近開発された r2SCAN meta-GGA汎関数が利用可能。GUI のスクリプタにて簡単に選択可能。
• &苍产蝉辫;谤2厂颁础狈は(厂颁础狈を上回る)谤厂颁础狈と同等のパフォーマンス。但し、谤厂颁础狈と异なり、谤2厂颁础狈は交换相関の拘束条件を満足。