Wyobraź sobie, że jesteś naukowcem od materiałów szukającym nowego materiału o określonych właściwościach optycznych lub elektronicznych.To wymagałoby przesiewania tysięcy artykułów naukowych lub przeprowadzania rozległych eksperymentów laboratoryjnychCo by było, gdyby istniała kompleksowa baza danych zawierająca zweryfikowane dane obliczeniowe na temat materiałów, w tym struktur kryształowych, właściwości elektronicznych i właściwości optycznych?Projekt Materiałów jest właśnie taką platformą.W tym artykule zagłębiamy się w studium przypadku z bazy danych: ortorhombiczny chlorek baru (BaCl2).
BaCl2: wszechstronny związek chemiczny
Chlorek baru (BaCl2) jest powszechnie stosowanym związkiem chemicznym zarówno w laboratoriach, jak i w przemyśle.W nauce materiałowejBaCl2 służy jako prekursor do syntezy innych związków na bazie baru.
BaCl2 w bazie danych projektu materiałów
Baza danych Projektu Materiałów (ID wpisu: mp-23199) zawiera szczegółowe dane obliczeniowe na temat BaCl2, w tym jego strukturę krystaliczną, właściwości elektroniczne i zachowanie optyczne.Analizujemy kluczowe cechy tego wpisu..
1. Struktury kryształowe
W warunkach standardowych BaCl2 przyjmuje strukturę kryształową ortorombiczną z grupą przestrzennąPnma(62) Struktura ta posiada trzy wzajemnie prostopadłe osi (a, b, c) i specyficzne operacje symetrii.
- a)= 4,77 Å
- b= 7,92 Å
- c= 9,52 Å
- kąty (α, β, γ) = 90°
- Objętość = 359,81 Å3
Baza danych zawiera również współrzędne ułamkowe atomów w komórce jednostkowej:
Barium (Ba):4c Wyckoff pozycja w (1⁄4, 0.248672, 0,882972)
Chlor (Cl):Dwie pozycje 4c na (1⁄4, 0).028387, 0,170834) i (3⁄4, 0.356327, 0,070447)
Pozycje Wyckoff oznaczają symetrycznie równoważne miejsca atomowe.
2Krystallograficzne szczegóły.
- System kryształowy: ortorhombiczny
- Symbol grupy przestrzennej:Pnma
- Grupa punktowa:- Nie.
- Gęstość: 3,84 g/cm3
- Stany utleniania: Ba2+, Cl−
3Środowisko koordynacyjne
Jony baru w BaCl2 są skoordynowane przez dziewięć atomów chloru, tworząc trzy kwadratowe przyrządy trójkątne (geometria TPRS-9).123 wskazuje na bliskie wyrównanie z idealnym wielościennym.
4Właściwości elektroniczne i optyczne
- Struktura pasma:Wizualizacje pokazują rozkład energii elektronów, informując o przewodności i absorpcji światła.
- /Bandgap:Obliczony przez GGA odstęp pasmowy określa próg energii dla przejść elektronicznych, wpływając na zakresy absorpcji optycznej.
- Metryka optyczna:Współczynniki absorpcji, funkcje dielektryczne i dane odblaskowe przewidują interakcję z promieniowaniem elektromagnetycznym.
5. Właściwości transportowe
Skuteczne masy elektronów i otworów ilościowo określają mobilność nośnika ładunku, przy czym niższe wartości wskazują na lepszą przewodność.
6Dodatkowe wskaźniki
- Energia nad wypukłym kadłubem (stabilność syntetyczna)
- Przewidywany punkt topnienia
- Stan syntezy (weryfikowany eksperymentalnie lub przewidywany)
Wartość projektu materiałów
Platforma ta umożliwia naukowcom:
- Szybkie wyszukiwanie materiałów za pomocą scentralizowanych danych
- Umożliwienie przewidywania właściwości w celu kierowania eksperymentami
- Ułatwianie odkrywania nowych materiałów za pomocą badania komputerowego
Wniosek
Projekt materiałów pokazuje, w jaki sposób obliczeniowa nauka materiałów może przekształcić przepływy badawcze.Naukowcy zdobywają wgląd, który w przeciwnym razie wymagałby intensywnych eksperymentówBadanie tego przypadku podkreśla rolę bazy danych w promowaniu innowacji w zakresie materiałów.