《Journal of Alloys and Compounds》：Phase Stability and Thermodynamics of the Co–Se System from DFT-Informed Machine-Learning Potentials
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摘要本文基于已发表实验相图（包括不变相反应）的知识，开发了Co-Se体系的首个CALPHAD型热力学评估。由于液相热化学数据的缺乏，利用基于第一性原理分子动力学数据训练的机器学习势在1000 K、1300 K和1500 K下评估了液相混合焓，并将其与CoSe、CoSe2和Co
摘要
本文基于已发表实验相图（包括不变相反应）的知识，开发了Co-Se体系的首个CALPHAD型热力学评估。由于液相热化学数据的缺乏，利用基于第一性原理分子动力学数据训练的机器学习势在1000 K、1300 K和1500 K下评估了液相混合焓，并将其与CoSe、CoSe2和Co9Se8相的DFT生成焓一同纳入CALPHAD评估。所得模型再现了实验相图的主要特征，并与第一性原理和实验值提供了合理的一致性。在298 K下，计算的Co-Se相的生成焓随组成的变化与现有文献数据一致，这支持了优化后的吉布斯能函数在整个成分范围内具有可靠性。
引言
本文提出了基于CALPHAD的Co-Se体系热力学描述，其动机在于复杂Co含硫族化物材料（与工业应用相关）中相平衡和热力学性质计算需要可靠参考的需求。过渡金属硫族化物表现出多样的磁性和电学性质，因此作为有前景的热电材料一直受到持续关注[1]，[2]。
CoSe相具有NiAs型结构——该结构也在各种二元体系中有所报道——以及其他具有顺磁性或反铁磁行为的化学计量和非化学计量结构[1]已在金属硒化物中得到描述。CoSe的结构参数已被测定为接近FeSe的值，这表明FeSe中Fe原子易被Co原子取代。FeSe表现出独特的反铁磁（AFM2）基态，这与它的超导性有关[3]。
章节摘要
文献综述
Co-Se体系由B?hm等人[4]、Eror等人[5]以及Komarek和Wessely[6]进行了研究（图1），所得二元相图后来被Okamoto在其综述[7]中采用。B?hm等人[4]的初步研究涉及体系中相的晶体学特征。Eror[5]提出了一个关注富Co区域的实验相图。Komarek和Wessely[6]扩展了这一工作并引入了一个
基于DFT信息机器学习势的液相CoSe混合焓
由于极端条件下实验测量的极大挑战性，高温下液相混合焓的实验数据十分稀少。基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算原则上可以提供物理可靠的热力学数据，但由于涉及从头算分子动力学（AIMD）模拟，计算代价高昂。近年来，基于DFT数据训练的机器学习原子间势取得了显著进展
热力学建模
CALPHAD方法[25]，[26]是一种用于热力学建模以及相图计算和预测的理论方法。在该方法中，通过在恒定温度和压力下最小化封闭系统的总吉布斯能来确定平衡相组成。吉布斯能以标准元素参考（SER）态为参考，即纯元素稳定相在p = 101 325 Pa和T = 298 K下的吉布斯能。所有计算均在
结果与讨论
本文使用相图计算软件包Pandat[27]进行热力学建模。
本热力学评估基于Komarek和Wessely[6]的实验相图以及表3中列出的生成焓。
据作者所知，文献中尚未发表液相的热力学数据。实验相图仅显示了两个推测的固溶体间隙。所描述的ML建模
结论
本文基于对Eror[5]和Komarek与Wessely[6]实验研究的批判性评估，并辅以选定的生成焓约束条件，提出了Co-Se二元相图的热力学评估。将基于DFT信息机器学习势在1000 K、1300 K和1500 K下导出的液相混合焓数据纳入考量，在不损害相图和现有热力学性质的前提下，得到Co-Se液相的修正热力学描述
CRediT作者贡献声明
Li-Fang Zhu：写作——初稿撰写，可视化，验证，方法论，研究，形式分析，数据管理。Kroupa Ales：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，验证，方法论，研究。Dockalova Katerina：写作——初稿撰写，可视化，验证，研究，形式分析，数据管理。Pavlu Jana：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，监督，方法论，研究，经费获取，概念设计。
利益冲突声明
作者声明，不存在任何已知的可能影响本论文所报道工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
感谢马萨里克大学（项目编号：MUNI/A/1691/2024）提供的资金支持。
本文是在Jan Amos Komensky运营计划资助的"可持续发展材料与技术"项目（项目编号：CZ.02.01.01/00/22_008/0004631）框架内完成的，该项目由欧盟和捷克共和国国家预算提供资金。
Ond?ej Zoba?|Dávid Mik?ík|Kate?ina Do?kalová|Jana Pavl?|Li-Fang Zhu|Ale? Kroupa
捷克共和国科学院材料物理研究所，?i?kova 22，616 00，布尔诺，捷克共和国
