Entender a estabilidade de fase e as transformações de fase é central para prever o comportamento do material sob condições termodinâmicas variáveis. Uma das primeiras e mais influentes aplicações da Teoria do Funcional de Densidade na ciência dos materiais foi a previsão de transições de fase induzidas por pressão a 0 K. No entanto, estender esses cálculos para temperaturas finitas requer levar em conta as contribuições térmicas, quânticas e anarmônicas à energia livre, frequentemente a um custo computacional significativo. Neste trabalho, apresentamos uma estrutura geral e eficiente para calcular fronteiras de fase em baixa temperatura combinando a equação de Clausius–Clapeyron com a aproximação quase-harmônica. Esta metodologia requer um número mínimo de cálculos, enquanto incorpora naturalmente graus de liberdade internos, bem como efeitos quânticos e anarmônicos de baixo grau. Ilustramos a precisão e a eficiência da abordagem ao construir o diagrama de fase da sílica na faixa de pressão de -2 a 12 GPa e temperaturas até 1750 K. Para isso, empregamos um potencial interatômico aprendido por máquina treinado em dados de referência da teoria do funcional de densidade, possibilitando estimativas de energia livre bem convergidas por meio de amostragem termodinâmica eficiente e uma comparação rigorosa entre a estrutura proposta e a integração da energia livre.
Svensson et al. (Fri,) estudaram esta questão.