Phase Stability, Bridge the Length Scales

On the one hand, cluster expansions are used to treat systems ranging from a few up to a million atoms without giving up the accuracy of modern DFT calculations. On the other hand, Monte Carlo simulations permit us to study finite-temperature properties such as short range order phenomena or mixing enthalpies.

- Stefan Müller

MedeA UNCLE（UNiversal CLuster Expansion）扩展了对介观和微观尺度材料特性的研究，既能基于密度泛函理论（DFT）方法确定稳定的多组分晶体的稳态和亚稳态结构，准确预测受力，又能基于蒙特卡洛（Monte Carlo）方法探索体系有序无序现象以及温度和组分变化下的相分离过程。

UNCLE模块与MedeA平台的JobServer和TaskServer好兼容，保证了方便性、稳定性、容错性。在全自动计算时可监控这些作业的计算进度，还可以使用可视化的图形工具方便查看结果。

能够计算的性质：

• 基态相图、稳定和亚稳定相的结构

• 空位浓度、混合度、随机混合能量

• 温度和浓度对相稳定性的影响

• 溶解度

• 体系有序-无序转变温度、短程有序参数

• 表面偏析、吸附物在表面的覆盖度

Ground state diagram (convex hull) for the Cr-Ni system

Monte Carlo temperature profile (heating and cooling curves) and simulation cells for a 5 component high-entropy alloy

功能特点：

• MedeA Environment提供UNCLE模块可视化用户图形界面和可视化结果分析

• MedeA UNCLE与VASP模块好兼容，基于流程图实现高通量计算

• 基于计算流程对一系列结构自动扩展和优化，对数百个结构进行高效处理

• 对现有结构集合进行扩展

• 对复杂计算任务进行拆分和重新提交

• 使用遗传算法或压变感知

• 基于流程图实现DFT到Monte Carlo计算的无缝结合

• 计算包含数百万个原子的体系，仍能达到DFT的精度

NiAl alloy: (100) cut through a 1000 x 1000 x 1000 simulation cell superlattice with 2% constitutional vacancies at T = 500K

所需模块：

• MedeA Environment

• MedeA VASP

推荐模块：

• MedeA HT-Launchpad

• MedeA MT

• MedeA LAMMPS