2.2. β相・γ相の結晶構造
Li・Ando らの 表II の結晶構造比較に、 本計算のCHGNetとOpenMX/PBEの格子定数を並べる。β相は16原子・2式量、 γ相は32原子・4式量の単位胞であり、体積は式量当たりに換算した。 本ページは構造量だけを比較し、全エネルギーや相安定性は評価しない。
| 相 | 出典・手法 | a (Å) | b (Å) | c (Å) | 体積 (ų/式量) |
|---|---|---|---|---|---|
| β相 | 文献NNP | 4.914 | 5.287 | 6.164 | 80.07 |
| 文献DFT-PBE | 4.923 | 5.298 | 6.177 | 80.55 | |
| 実験 | 4.856 | 5.240 | 6.115 | 77.80 | |
| 本計算CHGNet | 4.9439 | 5.3008 | 6.1517 | 80.61 | |
| 本計算OpenMX/PBE | 4.9450 | 5.3168 | 6.2251 | 81.83 | |
| γ相 | 文献NNP | 5.003 | 6.108 | 10.502 | 80.23 |
| 文献DFT-PBE | 5.001 | 6.177 | 10.615 | 81.98 | |
| 実験 | 4.927 | 6.120 | 10.490 | 79.08 | |
| 本計算CHGNet | 4.9959 | 6.1820 | 10.6246 | 82.03 | |
| 本計算OpenMX/PBE | 5.0429 | 6.2260 | 10.6680 | 83.74 |
格子定数・体積の実験値からの相対差は \(100(x_{\mathrm{calc}}/x_{\mathrm{exp}}-1)\)、 平均格子誤差は三軸の相対差の絶対値の平均である。
| 相 | 出典・手法 | Δa (%) | Δb (%) | Δc (%) | ΔV (%) | 平均 (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| β相 | 文献NNP | +1.19 | +0.90 | +0.80 | +2.92 | 0.96 |
| 文献DFT-PBE | +1.38 | +1.11 | +1.01 | +3.54 | 1.17 | |
| 本計算CHGNet | +1.81 | +1.16 | +0.60 | +3.61 | 1.19 | |
| 本計算OpenMX/PBE | +1.83 | +1.47 | +1.80 | +5.19 | 1.70 | |
| γ相 | 文献NNP | +1.54 | −0.20 | +0.11 | +1.46 | 0.62 |
| 文献DFT-PBE | +1.50 | +0.93 | +1.19 | +3.67 | 1.21 | |
| 本計算CHGNet | +1.40 | +1.01 | +1.28 | +3.74 | 1.23 | |
| 本計算OpenMX/PBE | +2.35 | +1.73 | +1.70 | +5.89 | 1.93 |
本表で比較できる本計算uMLIPはCHGNetであり、UMA・SevenNetの 格子定数は未掲載である。実験値を基準にした平均格子誤差は、 β相・γ相で本計算CHGNetが 1.19%・1.23%、文献NNPが0.96%・0.62%である。本計算のほうが それぞれ0.23・0.61ポイント大きい。体積誤差も本計算CHGNetの +3.61%・+3.74%に対し、文献NNPは+2.92%・+1.46%である。 この2相の構造量では文献NNPのほうが実験値に近いが、 異なるモデルと最適化条件を含む比較であり、一般的な精度順位は示さない。
CHGNetの式量当たり体積は両相とも文献DFTとの差が約+0.07%である。 本計算OpenMX/PBEは文献DFTよりβ相で約+1.59%、γ相で約+2.15%大きく、 実験との差もCHGNetより大きい。この比較は提示された格子定数に基づく。 OpenMXの最終構造と最適化条件は、公開用の確定値とする前に確認が必要である。
2.2.1. まとめ
本計算CHGNetの平均格子誤差はβ相・γ相で1.19%・1.23%であり、 両相の構造を概ね再現するが、実験値への近さは文献NNPに及ばない。 この構造量の比較から、相安定性や拡散特性の精度までは判断できない。