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A Simple Descriptor for Solid‐State Ionic Conductors Across Chemistries
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AI
DOI：10.1002/adma.75410.png)
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摘要
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摘要
新固态离子导体的发现仍然具有挑战性，因为离子传输不仅取决于可动离子的化学性质，还取决于主体晶体骨架。尽管原子尺度计算可以直接评估迁移势垒，但简单描述符可以大大促进对大规模材料空间的筛选并获得机理洞察。然而，现有描述符通常在不同可动离子化学性质和材料类别之间表现出有限的适用性。在此，我们生成了涵盖氧化物、硫化物和卤化物中锂、钠、钾和镁离子导体的离子迁移势垒的多样化数据集，并利用它系统地评估了描述符。通过分析，我们提出了距离收缩量∆d，这是一种简单的局部几何描述符，用于测量沿迁移路径相对于其平衡值，可动离子-近邻距离的最大收缩量。该量捕获了与离子迁移相关的主导短程排斥惩罚，并一致地区分了不同化学性质下的低势垒和高势垒路径。在采用∆d的高通量筛选工作流中，我们重新发现了许多已知的快离子导体，并识别出此前未探索的候选材料，其快离子传输通过 nudged elastic band 计算和 ab initio 分子动力学模拟得到验证。除了筛选之外，∆d将不同的离子传输机制与一个共同的物理量联系起来：迁移离子经历的最大距离收缩量。
