Supervisores: Prof. Julie Staunton, Dr. Albert Bartok-Partay
Os materiais de terras raras estão crescendo na demanda, tornando importantes uma boa modelagem de seus elétrons para o desenvolvimento adicional. Os elementos têm química semelhante devido à estrutura eletrônica de valência comum, mas números variados de elétrons F quase ligados, que determinam as propriedades magnéticas. Usando avanços recentes na modelagem de ligas e efeitos de elétrons F em ímãs, este projeto desenvolverá metodologia da teoria funcional da densidade para materiais de lantanídeo multicomponente.
Estudaremos, por exemplo, como a aplicação da pressão causa os elétrons F em ligas ricas em cério para delocalizar e se juntar aos elétrons de valência que desencadeiam uma mudança dramática nas propriedades. O projeto explorará a construção de potenciais interatômicos de aprendizado de máquina para modelagem adicional.
A implementação computacional mais usada da teoria funcional da densidade emprega uma base de ondas planas, juntamente com pseudopotenciais. Embora imensamente bem -sucedido para modelagem de materiais, seus cálculos podem se tornar computacionalmente proibitivos para o estudo de sistemas multicomponentes com grandes células. Para materiais em que os efeitos dos elétrons F são importantes, como aqueles que contêm elementos de lantanídeo LA, CE,…, Lu, existe o desafio adicional de descrever adequadamente fortes correlações de elétrons F. Para os materiais CE, há a complicação adicional de que o único elétron f por CE átomo pode ser delocalizado, portanto, descrevendo com a troca e correlação padrão da DFT, ou localizada e sujeita a fortes correlações. Esse aspecto e o ambiente estrutural e composicional local dos átomos de lantanídeo são interdependentes. Os códigos de dispersão múltipla da função de Green (KKR) podem fornecer rotas alternativas para enfrentar esses desafios. Eles incluem fortes correlação de elétrons F e efeitos relativísticos e usam métodos médios eficazes (aproximação potencial coerente) para uma média rápida sobre as configurações atômicas.
Dados os recentes avanços na modelagem dos arranjos atômicos de ligas multicomponentes (1) e os efeitos de elétron F em ímãs permanentes de metal de transição de terra rara (2), é oportuno desenvolver essa metodologia para sistemas de lantanídeos multicomponentes. Esse avanço permitirá, por exemplo, um estudo de como os níveis modestos de concentração de impurezas são organizados e afetarão as propriedades de CE, sob pressão ou o diagrama de fases da alta liga de entropia GDTBDYHO ou até mesmo obtendo uma insight de alta estabilidade da forma comercial nd primária de metais terrestres raros e metal raros (50%, 25%, 25%, 25%, 15%, 15% da estabilidade, 15% da estabilidade, 15% da estabilidade, de 15% da estabilidade, de 15%, a maior estabilidade da forma comercial nD).
(1) CD Woodgate et al., Materiais de revisão física 7 (5), 053801, (2023).
(2) CE Patrick e JB Staunton, Physical Review B 97 (22), 224415, (2018).
Apoiado em parte por Awe (Patrick Hollebon, James Harris).
Saiba mais: https://warwick.ac.uk/fac/sci/hetsys/themes/projects2025
Observe que, devido à natureza do trabalho de nosso parceiro do projeto, as restrições de nacionalidade se aplicam às inscrições para este projeto.
Sobre nós:
O Centro EPSRC de Treinamento de Doutorado em Modelagem de Sistemas Heterogêneos (HETSYS), com sede na Universidade de Warwick, oferece uma oportunidade excepcional para estudantes de ciências físicas, ciências da vida, matemática, estatísticas e origens de engenharia que são apaixonadas por aplicar seus conhecimentos matemáticos para enfrentar, problemas complexos, reais do mundo do mundo real.
Ao promover essas habilidades, a Hetsys treina a próxima geração de especialistas para desafiar a ponta da modelagem computacional em diversos sistemas heterogêneos. Esses sistemas abrangem uma ampla gama de áreas de pesquisa emocionantes, incluindo dispositivos em nanoescala, catalisadores inovadores, super -calas, fluidos inteligentes, plasmas espaciais e muito mais.
Hetsys oferece um ambiente de pesquisa vibrante e solidário, ideal para nutrir a criatividade e o crescimento acadêmico. Nossa comunidade de estudantes interdisciplinares abrange várias coortes, cada uma em diferentes estágios de sua jornada de doutorado, criando uma atmosfera rica e colaborativa.
Detalhes de financiamento
A bolsa está na taxa de ukri padrão.
Para mais detalhes, visite: https://warwick.ac.uk/fac/sci/hetsys/apply/funding/
