16:52 2023-05-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul investighează cauzele formării modelului de cationi, cu implicații pentru aplicațiile energetice
_ Studiul investighează cauzele modelului cationic formarea, cu implicații pentru aplicațiile energetice
Un studiu condus de cercetătorii de la Laboratorul Național Oak Ridge al Departamentului de Energie ar putea descoperi noi modalități de a produce baterii și dispozitive de memorie mai puternice și mai durabile.
Cercetarea examinează cauzele din spatele ordonării, sau formării modelului, a ionilor care poartă o sarcină pozitivă, numiți și cationi, în oxizi dubli de perovskit, un tip de metal considerat promițător ca o sursă potențială de energie mai curată, mai durabilă pentru magnetismul și capacitatea sa de a conduce electricitatea. Lucrarea, intitulată „Insights into Cation Ordering of Double Perovskite Oxides from Machine Learning and Causal Relations”, este publicată în Chemistry of Materials.
„Dacă putem înțelege mecanismul fundamental din spatele acestor proprietăți, atunci am putea încercați să creșteți sau să creați în alt mod aceste materiale perovskite pentru aplicații precum baterii, dispozitive de memorie și condensatoare”, a spus Ayana Ghosh, om de știință ORNL și autorul principal al studiului. „Am dezvoltat o formulă din acest studiu pe care o vom oferi restului lumii.”
Ghosh și cercetătorii de la Institutul de Știință și Tehnologie SRM din Chennai, India, au căutat să determine cum modelele formate de cationi afectează stabilitatea în perovskiții dubli. Cu cât materialul este mai stabil, cu atât este mai potrivit pentru aplicațiile de energie potențială.
„Această ordonare a cationilor poate fi afectată de o serie de variabile”, a spus Ghosh. „Dimensiunile ionilor contează. Distorsiunile intră în joc. Am vrut să știm: există un singur factor care ar determina ordonarea cationilor în acest tip de sistem? Dacă da, care este acel factor?”
Echipa s-a bazat pe resurse de la două facilități ale utilizatorilor DOE Office of Science - date colectate la Centrul ORNL pentru Științe ale Materialelor Nanofază și timpul pe supercomputerul Cori de la Centrul Național de Calcul Științific de Cercetare Energetică al Laboratorului Național Lawrence Berkeley - pentru a dezvolta un nou cadru de calcul. Sistemul a combinat analiza cauzală și învățarea automată tradițională cu teoria funcțională a densității, care estimează structurile electronice și atomice ale materialelor. Cercetătorii au instruit algoritmul pe diferite tipuri și modele de cationi în cadrul sistemelor duble de perovskit pentru a prezice condițiile care duc la ordonarea specifică a cationilor.
Echipa a combinat relațiile cauză-efect observate cu constatările de la mașina predictivă standard. algoritmi de învățare. Analiza rezultatelor a identificat cuplarea triliniară, o interacțiune între trei tipuri de particule, ca fiind condiția necesară în spatele ordonării clare în straturi – unul dintre modelele esențiale de ordonare a cationilor.
Cuplarea triliniară combină trei tipuri de moduri structurale care împingeți cationii prin fazele necesare pentru a rezulta proprietăți precum multiferoicitatea, combinația de magnetizare și polarizare care face perovskiții promițători pentru aplicații energetice.
„Dacă aveți acest tip de cuplare, ar trebui să aveți formarea de ordine clară în straturi”, a spus Ghosh. „Ordinarea nu va avea loc fără ea. Vă puteți gândi la cele trei moduri ca elemente fundamentale. Acest lucru nu se știa înainte.”
Pașii următori includ aplicarea acestor constatări pentru a identifica condițiile necesare pentru alte tipuri. de comandă pentru a proiecta noi faze de oxizi dubli de perovskit.
„Această nouă perspectivă ne oferă o foaie de parcurs pentru a depăși ceea ce am cunoscut deja din teorie”, a spus Ghosh. „Acum putem explora mai departe pe baza acestor principii.”
Comentarii:
Adauga Comentariu