[发明专利]一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法

权利要求书

1.一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，构建初始训练集：通过第一性原理分子动力学分别模拟氮化物在高温状态下结构演化过程，并记录过程中的原子轨迹、受力、能量信息；

步骤2，结合深度神经网络对步骤1所得的原子轨迹、受力、能量信息进行训练拟合出高温下的深度学习势；

步骤3，深度学习分子动力学模拟：基于步骤2中的深度学习势进行分子动力学模拟，得到偶极矩自相关函数；

步骤4，介电函数计算：根据步骤3所得到的偶极矩自相关函数计算弛豫时间，根据弛豫时间计算氮化物高温介电函数。

2.根据权利要求1所述的一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：

步骤1.1，选择合适的氮化物晶胞结构，并根据研究体系对晶胞结构进行扩胞操作；

步骤1.2，选择Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)算法对氮化物初始结构进行结构优化；

步骤1.3，设置时间步数和步长进行对应温度条件下的分子动力学模拟，模拟过程中记录体系原子的能量，轨迹以及受力信息。

3.根据权利要求1所述的一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于，所述步骤2进行训练深度学习势时，将步骤1中的原子位置信息映射到化学描述符信息中，其中化学描述符的具体公式为：

其中，表示描述符，R_ij表示环境矩阵，x_ij表示x轴局部坐标值，y_ij表示y轴局部坐标值，z_ij表示z轴局部坐标值，R_cs表示光滑截断半径，R_c表示截断半径。

4.根据权利要求3所述的一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于，所述描述符的上标β为描述因子，可以取0、1、2、3，当β＝0时，只有径向信息，当β＝0、1、2、3表示进行包含完整径向和角度信息模型的训练。

5.根据权利要求1所述的一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程包括：

步骤3.1，对整个系统在指定温度下进行热力学弛豫，在该温度下收集系统的偶极矩自相关函数；

步骤3.2，指定不同温度，重复步骤3.1，得到不同温度下的偶极矩自相关函数。

6.根据权利要求1所述的一种氮化物基高温透波材料微波介电函数的计算方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

步骤4.1，根据偶极矩自相关函数公式(1)计算不同温度下的弛豫时间，公式(1)如下所示：

C(t)＝cos(2πωt)e^-t/τ (1)

其中，C(t)表示偶极矩自相关函数，ω表示频率，t表示时间，τ表示弛豫时间；

根据公式(1)计算得到的不同温度条件下的弛豫时间带入公式(2)中得到氮化物基高温透波材料微波介电函数，公式(2)如下所示：

其中，ε^*表示相对介电函数，ε_∞表示高频介电常数，ε_s表示静态介电常数，ω表示交流电场的角频率，τ表示弛豫时间，i表示虚数单位，_a表示修正因子，为介于0和1之间的常数。