Открытая база данных квантовых материалов (OQMD): оценка точности энергий образования, вычисленных методом DFT

Открытая база данных квантовых материалов (OQMD) представляет собой высокопроизводительную базу, которая в настоящее время включает почти 300 000 расчетов полных энергий методом функционала плотности (DFT) для соединений из Базы кристаллических структур неорганических соединений (ICSD) и для структур-«декораций» типичных кристаллических решеток. Для максимального распространения этих данных вся база публикуется без ограничений по адресу www.oqmd.org/download. В данной статье мы описываем структуру и содержание базы данных, а затем используем её для оценки точности выполненных расчетов путем сравнения предсказаний DFT с экспериментальными измерениями устойчивости всех элементных основный состояний и 1670 экспериментальных энергий образования соединений. Это самое крупное на сегодняшний день сравнение энергий образования, полученных методом DFT, с экспериментом. Видимая средняя абсолютная ошибка между экспериментальными измерениями и нашими расчетами составляет 0,096 эВ/ат. Чтобы оценить долю ошибки, которую следует отнести непосредственно к DFT-расчетам, мы также исследуем расхождения между различными экспериментальными измерениями там, где доступны множественные источники, и обнаруживаем удивительно большую среднюю абсолютную ошибку 0,082 эВ/ат. Следовательно, мы полагаем, что значительная часть расхождения между DFT и экспериментальными энергиями образования может быть обусловлена экспериментальными неопределенностями. Наконец, мы оцениваем устойчивость соединений в OQMD (включая соединения из ICSD, а также гипотетические структуры), что позволяет предсказать существование примерно 3200 новых соединений, нехарактеризованных экспериментально, и выявить тенденции в открытии материалов на основе исторических данных ICSD.