题 目：材料相变过程的原子模拟

报告人：牛海洋　教授

单 位：西北工业大学

时 间：2026/6/26　15:30

地 点：嘉锡楼三层301会议室

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

附简介：

牛海洋，西北工业大学材料学院教授，凝固技术全国重点实验室副主任。一直致力于复杂与极端条件下材料凝固理论、物质相变机理、先进分子动力学方法开发及人工智能辅助材料设计等交叉学科领域的研究。先后承担了国家自然科学基金委青年基金、优秀青年科学基金（海外）、面上项目、重大研究计划（培育）等项目。已在Nature、Nat. Commun.、Sci. Adv、Proc. Natl. Acad. Sci.、Phys. Rev. Lett.、Acta Mater.等国际学术期刊发表学术论文50余篇，论文被引用5000余次。 材料的相变过程是材料科学、凝聚态物理、医药制备和气象预测等诸多领域最重要的研究课题之一。受限于空间和时间分辨率，现有的实验手段难以在原子尺度下动态观察研究材料的相变过程和相变界面的结构演化规律。原子尺度下的计算机模拟为研究材料的相变过程提供了有效手段，然而材料的相变过程本质上是一个典型的超高空间维度下结构演化与跨时间尺度耦合的复杂问题，面向着复杂的时间尺度瓶颈、维度灾难和微观机制与相变理论脱节的难题。针对上述问题，本报告通过引入映射材料内部原子结构的结构因子作为序参量，采用元动力学等先进分子动力学方法解决了材料相变原子尺度模拟的采样难题。本报告还进一步发展了将先进分子动力学方法与深度学习方法相结合的研究思，成功构建出了第一性原理精度的水、硅酸镁、碳酸钙、氧化镁等复杂体系的深度学习势函数，并基于深度学习先进分子动力学方法对上述体系的相变过程及相变界面演化规律进行了系统研究。研究工作为构建复杂体系的高精度势函数及研究它们的温度-压力相图及相变机理提供了系统性的研究手段