[論文レビュー] The AFLOW Library of Crystallographic Prototypes

Michael J. Mehl, David Hicks+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 8, 2016

Crystallization and Solubility Studies参考文献 3被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、92空間群にまたがる288の一般的な結晶構造を網羅した拡張され標準化されたデジタルデータベース「AFLOW結晶プロトタイプ図書館」を提示する。このデータベースは、原始格子および慣用格子のパラメータ、基底ベクトル、およびAFLOW計算コマンドを含む完全な構造的記述を提供し、古くなった米国海軍研究所の結晶構造データベースの現代的でアクセスしやすく、計算連携性の高い代替手段を提供する。

ABSTRACT

An easily available resource of common crystal structures is essential for researchers, teachers, and students. For many years this was provided by the U.S. Naval Research Laboratory's $Crystal\ Lattice\ Structures$ web page, which contained nearly 300 crystal structures, including a majority of those which were given $Strukturbericht$ designations. This article presents the updated version of the database, now including 288 standardized structures in 92 space groups. Similar to what was available on the web page before, we present a complete description of each structure, including the formulas for the primitive vectors, all of the basis vectors, and the AFLOW commands to generate the standardied cells. We also present a brief discussion of crystal systems, space groups, primitive and conventional lattices, Wyckoff positions, Pearson symbols and $Strukturbericht$ designations.

研究の動機と目的

• 古くなった米国海軍研究所の結晶格子構造ウェブページを、更新され、アクセス可能で計算連携性の高いデータベースに置き換えること。
• 288の一般的な結晶構造を92空間群にわたって標準化し、正確な幾何学的および計算的仕様を文書化すること。
• 研究者、教育者、学生が信頼できる検索可能で機械可読性のある結晶プロトタイプリソースとして利用できるようにすること。
• AFLOW計算コマンドを構造記述に統合し、構造のシームレスな生成とシミュレーションを可能にすること。

提案手法

• 文献および標準的参考文献から抽出した288の結晶構造の収集、ストルクツルベルヒト表記を含むものも含む。
• 原始格子および慣用格子を用いた各構造の標準化、原始格子ベクトルおよび基底ベクトルの明示的公式の提供。
• 各プロトタイプに対して空間群、ペアソン記号、ウィッカッフ位置、ストルクツルベルヒト表記を割り当てること。
• プログラムによる標準化結晶構造の生成を可能にするAFLOWコマンドの実装。
• 明確性と再現性を支援するための詳細な図版（585図）および表形式データ（16表）の含む。
• 恒久的で引用可能なアクセスを保証するため、arXivプラットフォームおよびDOI登録を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 包括的で標準化され、計算的にアクセス可能な結晶プロトタイプのデータベースを、体系的かつ持続可能に構築・維持する方法は何か？
• RQ2 原始格子および慣用格子、基底ベクトル、空間群情報に基づいて結晶構造を、広範な利用可能性を考慮して効果的に表現する方法は何か？
• RQ3 AFLOWのような現代の計算ツールを結晶構造の文書化に統合し、自動構造生成を可能にする方法は何か？
• RQ4 歴史的ストルクツルベルヒト表記を含む一般的な結晶構造の範囲とカバー度は、現代のデジタル形式でどの程度か？
• RQ5 このような図書館が、材料科学教育および研究のための持続可能で引用可能なリソースとして果たせる役割は何か？

主な発見

• 図書館には、92空間群にまたがる288の標準化された結晶構造が収録されており、従来のデータベースと比べて範囲が大幅に拡大されている。
• 各構造は、原始格子ベクトル、基底ベクトル、および直接的な計算再現が可能なAFLOWコマンドを含む、正確な公式で完全に記述されている。
• ペアソン記号、ウィッカッフ位置、ストルクツルベルヒト表記を含む包括的なメタデータが、すべてのエントリに含まれている。
• DOIを備えた831ページ、図版585点、表16点の文書として出版されており、長期的な引用可能性とアクセス可能性が保証されている。
• 米国海軍研究所の旧来の結晶構造ウェブページの直接的で更新された後続リソースとして機能しており、arXivおよびAFLOWを介してホスティングおよび強化されている。
• AFLOWコマンドの統合により、結晶構造の自動生成が可能となり、ハイブリッド材料研究および教育的応用を支援する。