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전자가 재료에서 상호 작용하는 방법을 보여주는 계산 속도 속도

미국 에너지 국 (DOE) 아르곤 국립 실험실의 연구원들은 전자가 재료에서 어떻게 상호 작용하는지를 보여주는 계산 속도를 높이기위한 새로운 기술을 개발했습니다. 이러한 발전을 통해 과학자들은 태양 전지, 배터리 및 촉매를 포함한 다양한 응용 분야를위한 새로운 재료를 설계 할 수 있습니다.

"Dynamical Screening을 통한 자기 일관성 필드 밀도 기능 이론"(SCF-DFT+DS)이라고하는 새로운 기술은 기존 방법에 비해 재료의 전자 밀도를 최대 90%까지 계산하는 계산 비용을 줄입니다. 이를 통해 실제 자료에서 발견되는 것과 같은 훨씬 더 큰 시스템에서 계산을 수행 할 수 있습니다.

연구팀을 이끌었던 Argonne 과학자 Giulia Galli는“SCF-DFT+DS는 재료 과학 분야에서 상당한 돌파구입니다. "이것은 우리가 더 넓은 범위의 재료와 현상을 연구하고 다양한 응용 분야를위한 특성이 향상된 새로운 재료를 설계 할 수있게 해줄 것입니다."

SCF-DFT+DS 기술은 밀도 기능 이론 (DFT) 방정식의 개혁을 기반으로합니다. DFT는 재료의 전자 구조를 계산하는 데 널리 사용되는 방법이지만 대형 시스템의 경우 계산 비용이 많이들 수 있습니다. 새로운 기술은 전자-전자 상호 작용의 단순화 된 표현을 사용하여 정확도를 희생하지 않고 계산 비용을 줄입니다.

연구팀은 반도체, 금속 및 절연체를 포함한 여러 시스템에서 새로운 기술을 테스트했습니다. 그들은 SCF-DFT+DS가 기존 DFT와 탁월한 일치했지만 계산 비용의 일부로 결과를 생성한다는 것을 발견했습니다.

Galli는“SCF-DFT+DS는 재료 연구를위한 새로운 가능성을 열어 줄 강력한 새로운 도구입니다. "우리는 잠재력을 탐색하고 더 깨끗하고 지속 가능한 미래를위한 새로운 재료를 설계하는 데 사용하게되어 기쁩니다."

이 연구는 Journal Physical Review Letters에 발표되었습니다.

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