論文の概要: Universal Thermodynamic Interatomic Potentials for Crystalline Materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.14502v1
• Date: Fri, 14 Aug 2026 17:16:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-17 20:14:29.451794
• Title: Universal Thermodynamic Interatomic Potentials for Crystalline Materials
• Title（参考訳）: 結晶材料の普遍熱力学的原子間ポテンシャル
• Abstract要約: 熱力学的原子間ポテンシャル(TIP)を導入し、原子間ポテンシャルを静的エネルギーから熱力学的に一貫したギブス自由エネルギーモデルに拡張する。 我々は、普遍ポテンシャルUMAを用いてTIP[UMA]を実装し、準調和から分子動力学の忠実度まで自由エネルギーで学習し、高精度な計算や実験に校正する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.310534295801727
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Free energies govern solid-state phase stability, yet computational materials discovery still relies largely on ground-state energies because free energy calculations require ensemble averages. We introduce the thermodynamic interatomic potential (TIP), which extends an interatomic potential from its static energy to a thermodynamically consistent Gibbs free energy model, with thermodynamic responses following from temperature and pressure by automatic differentiation. We implement TIP[UMA] using the universal potential UMA, train it on free energies from quasi-harmonic to molecular dynamics fidelity, and calibrate it to higher-resolution calculations or experiment. From a single evaluation, it returns the equation of state of a crystal and locates phase transitions among competing branches, including dynamically stabilized phases. Fine-tuning extends the model to alloy solubility limits and miscibility gaps. TIP makes the free energy as accessible as the potential energy, opening finite-temperature phase stability to high-throughput discovery.
• Abstract（参考訳）: 自由エネルギーは固体相の安定性を管理するが、自由エネルギー計算はアンサンブル平均を必要とするため、計算材料発見は依然として基底状態エネルギーに大きく依存している。 本稿では,原子間ポテンシャルを静的エネルギーから熱力学的に一貫したギブス自由エネルギーモデルに拡張する熱力学的原子間ポテンシャル(TIP)について紹介する。 我々は、普遍ポテンシャルUMAを用いてTIP[UMA]を実装し、準調和から分子動力学の忠実度まで自由エネルギーで学習し、高精度な計算や実験に校正する。 1つの評価から、結晶の状態の方程式を返し、動的に安定化された位相を含む競合する分岐間の相転移を見つける。 ファインチューニングは、モデルを合金溶解度限界と不連続ギャップまで拡張する。 TIPは、自由エネルギーをポテンシャルエネルギーと同じくらいアクセスしやすくし、有限温度の位相安定性を高スループットの発見に開放する。

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