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Sci. Bull. | 成人视频 CALYPSO团队发布HPCSD:架起理论预测与高压实验的数据桥梁

时间:2026-10-19 09:27:27 点击:

近日,成人视频 CALYPSO团队在极端条件材料科学领域取得重要进展,成功构建并发布了高压晶体结构数据库(High-Pressure Crystal Structure Database,简称HPCSD)。于2026年10月15日正式出版在《科学通报》(Science Bulletin)上。

压强是调控物质相稳定性和材料性质的基本热力学参量。近年来,静态超高压实验技术与晶体结构预测(CSP)方法的快速发展,催生了大量新奇高压相的涌现。富氢高温超导体的探索堪称典型范例——CSP方法率先从理论上预言了CaH₆、LaH₁₀、LaSc₂H₂₄等关键笼型氢化物结构,并引导后续实验合成,将超导转变温度从CaH₆的约215 K、LaH₁₀的约250 K,一路推升至LaSc₂H₂₄的271–298 K,迈入室温超导的门槛。这些突破生动诠释了"理论预测—实验验证"协同范式的强大威力。

然而,与Materials Project、OQMD等常压材料数据库所建立的成熟生态相比,高压领域的结构数据长期处于高度碎片化状态。连续的结构演化数据、严格定义的焓-压关系与相边界等关键信息,分散于数千篇文献和异构的计算任务之中;计算参数设置参差不齐,使不同来源的数据难以直接比较,相变序列信息亦往往残缺不全。这种"数据孤岛"现状严重制约了数据驱动的高压材料发现,也阻碍了机器学习势函数与生成式AI模型在极端条件领域的拓展应用。

针对这一问题,成人视频 CALYPSO研究团队构建了高压晶体结构数据库 HPCSD(High-Pressure Crystal Structure Database),将文献报道的元素高压相与CALYPSO晶体结构预测数据相结合,通过统一的第一性原理计算与数据整理流程,建立可追溯、可比较、可重复利用的高压结构数据资源。论文分析所采用的数据集包含 77,346条标准化数据,覆盖89种元素,为极端条件下的物质结构研究提供了基础数据支持。

HPCSD 的构建采用两条互补的数据路线。一方面,团队系统整理了文献中的 467 种元素高压相,其中包括 362 种实验报道相,并在统一计算框架下考察其随压力变化的结构和焓,形成 10,993 条数据。相关计算主要覆盖 0—300 GPa,通常采用 10 GPa 的压力间隔,并在相变附近加密采样,以更细致地描述不同结构之间的竞争关系。另一方面,团队从 CALYPSO 社区贡献的约 280 万个原始候选结构出发,经几何筛选、结构去重和分阶段优化,获得 66,353 条标准化数据,扩展了可供探索的高压候选结构空间。这部分数据涵盖多种化学组成,压力条件从数十 GPa 延伸至 TPa 量级。

团队系统整理了高压结构研究中的重要参考信息。对于不同元素中反复出现的结构原型,汇总了空间群、Pearson 符号、晶格参数、Wyckoff 位置及对应元素,建立了可用于跨元素比较的结构参照。对于复杂的非公度主客体结构和调制结构,则整理了主、客体子晶格、平均结构和调制波矢等关键信息。同时,团队汇总了单质元素的实验高压相、代表性理论预测相及其相变压力、温度条件和文献来源,为结构重建、实验对照和原始文献查阅提供了统一入口。在此基础上,研究团队进一步分析了元素在高压下的结构演化规律。结果表明,碱金属、碱土金属和部分主族元素具有较丰富的结构转变,而许多过渡金属和稀有气体的结构变化相对有限。除铕和镱外,镧系元素表现出较为相似的相变路径,说明相似的电子结构特征对其高压结构演化具有重要影响。

 

图1:HPCSD元素覆盖热力图。颜色深浅反映含该元素结构的总条目数(对数色标),单元格左上角标注了收录的元素高压相数目。

目前,HPCSD数据库已通过CALYPSO官方网站(//database.calypso.cn)面向公众开放。数据库提供面向材料结构与性能信息的一站式检索、展示、分析与下载功能。用户可按元素、化学式、压力、晶系、空间群等多种条件进行检索,也可通过周期表选择和高级搜索快速定位目标材料。进入详情页后,数据库可展示材料组成、原子数、密度、压力等基础信息,并提供交互式三维结构可视化,便于直观观察晶体构型。系统还整理了晶格参数、原子坐标、Wyckoff 位点、晶系、空间群、点群等晶体学数据,以及热力学性质、电子结构、稳定性和可合成性等性能指标。所有结构均附带标准化的能量、应力及元数据信息,并支持详细计算参数下载和焓-压曲线交互展示,可用于材料筛选、理论计算、结构建模和科研分析。

 

图2:数据库成人视频展示。

 

图3:数据库详情页展示。左:晶体结构可视化展示;右:焓差曲线示意图。

团队亦诚挚邀请高压科学界同仁通过CALYPSO平台贡献结构数据、共建共享,以期将HPCSD打造为开放、活跃、可持续演进的社区基础设施。未来,HPCSD将持续吸纳更多多元化合物数据,扩展更密的压力网格与更丰富的元数据,进一步强化其作为"第一性原理计算—数据驱动建模—高压实验"之间桥梁的角色。

该工作由成人视频 和浙江大学合作完成,以“High-pressure crystal structure database”为题,在线发表于《科学通报》(Science Bulletin)。论文第一作者为成人视频 鼎新博士后王振雨,通讯作者为成人视频 张微副教授、吕健教授、王彦超教授和浙江大学马琰铭院士。本研究得到教育部基础与交叉学科突破计划、吉林省长白山实验室科技创新项目、国家自然科学基金及博士后研究人员相关资助计划的支持,部分计算在成人视频 高性能计算中心完成。

 

数据库网址:

//database.calypso.cn/

论文链接:

//doi.org/10.1016/j.scib.2026.08.047