Parametrización del potencial de aproximación gaussiano para la optimización global de los grupos de magnesio Mg_N (N...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales computacionales
• Física de la materia condensada
• Física de racimos

Sus antecedentes:

• Predecir la estructura y la estabilidad de los grupos atómicos es crucial para comprender las propiedades de los materiales.
• Los grupos de magnesio (Mg) exhiben propiedades estructurales y electrónicas únicas que dependen del tamaño.
• La extrapolación más allá de los tamaños de racimo conocidos requiere modelos computacionales robustos y precisos.

Objetivo del estudio:

• Para optimizar los parámetros del modelo de Potencial de Aproximación Gaussiana (GAP) para los grupos de magnesio.
• Para permitir predicciones estructurales confiables para dominios extrapolados (Mg_n, n > 50).
• Identificar las estructuras energéticamente favorables y los mínimos globales para los cúmulos de Mg más grandes.

Principales métodos:

• Se utilizó un GridSearch en dos etapas combinado con aprendizaje activo para la optimización de parámetros del modelo GAP.
• Se aplicaron técnicas de optimización global utilizando el modelo GAP parametrizado.
• Análisis de la estabilidad estructural e identificación de las configuraciones energéticamente favorables.

Principales resultados:

• Los parámetros optimizados del modelo GAP proporcionaron predicciones estructurales confiables para los grupos de Mg en el dominio extrapolativo.
• Se identificaron cúmulos de Mg₅₁-Mg_{53 energéticamente favorables, que muestran la formación temprana de un núcleo piramidal.}
• Se encontraron nuevos candidatos a mínimos globales para grupos específicos de Mg "mágicos" (Mg₅₉, Mg₆₉, Mg₇₄, Mg₉₉).

Conclusiones:

• El modelo GAP optimizado predice con precisión las estructuras para grupos de Mg más grandes.
• El inicio temprano de la formación de núcleos piramidal en los grupos de Mg se observó en tamaños más pequeños que los informados anteriormente.
• Los motivos hexagonales cerrados (hcp) no afectan significativamente la estabilidad estructural en grupos de Mg con menos de 100 átomos.