Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2501.14384

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2501.14384 (cond-mat)
[提交于 2025年1月24日 ]

标题: 通过机器学习编码的原子位点信息高效绘制混合空位有序钙钛矿的空间

标题: Efficiently charting the space of mixed vacancy-ordered perovskites by machine-learning encoded atomic-site information

Authors:Fan Zhang, Li Fu, Weiwei Gao, Peihong Zhang, Jijun Zhao
摘要: 空位有序双钙钛矿(VODPs)是用于光电和光伏应用的三维铅卤化物钙钛矿的有前途的替代品。 混合这些材料会创建一个广阔的成分空间,使得电子和光学性质高度可调。 然而,广泛的化学环境给高效筛选具有目标特性的候选材料带来了重大挑战。 在本研究中,我们展示了混合VODPs中电子和光学特性的多样性以及非线性混合效应对电子结构的影响。 对于局部环境选择有限的混合系统,原子位点占据的信息原则上决定了结构构型和所有基本性质。 基于这一概念,我们开发了一个模型,该模型结合了数据增强方案和受变压器启发的图神经网络(GNN),能够从混合系统中编码原子位点信息。 这种方法使我们能够准确预测测试样品的带隙和形成能,分别达到21 meV和3.9 meV/原子的均方根误差(RMSE)。 使用包含(最多)三元混合系统和少于72个原子的超晶胞的数据集进行训练,我们的模型可以推广到中等和高熵混合VODPs(含4至6种主要混合元素)以及包含超过200个原子的大超晶胞。 此外,我们的模型成功再现了锡基混合VODPs中实验观察到的带隙弯曲,并揭示了一种非常规的混合效应,可能导致比原始系统中发现的带隙更小。
摘要: Vacancy-ordered double perovskites (VODPs) are promising alternatives to three-dimensional lead halide perovskites for optoelectronic and photovoltaic applications. Mixing these materials creates a vast compositional space, allowing for highly tunable electronic and optical properties. However, the extensive chemical landscape poses significant challenges in efficiently screening candidates with target properties. In this study, we illustrate the diversity of electronic and optical characteristics as well as the nonlinear mixing effects on electronic structures within mixed VODPs. For mixed systems with limited local environment options, the information regarding atomic-site occupation in-principle determines both structural configurations and all essential properties. Building upon this concept, we have developed a model that integrates a data-augmentation scheme with a transformer-inspired graph neural network (GNN), which encodes atomic-site information from mixed systems. This approach enables us to accurately predict band gaps and formation energies for test samples, achieving Root Mean Square Errors (RMSE) of 21 meV and 3.9 meV/atom, respectively. Trained with datasets that include (up to) ternary mixed systems and supercells with less than 72 atoms, our model can be generalized to medium- and high-entropy mixed VODPs (with 4 to 6 principal mixing elements) and large supercells containing more than 200 atoms. Furthermore, our model successfully reproduces experimentally observed bandgap bowing in Sn-based mixed VODPs and reveals an unconventional mixing effect that can result in smaller band gaps compared to those found in pristine systems.
评论: 22页,9图
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci) ; 无序系统与神经网络 (cond-mat.dis-nn); 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2501.14384 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2501.14384v1 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.14384
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Weiwei Gao [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 1 月 24 日 10:34:28 UTC (1,460 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mtrl-sci
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.dis-nn
physics
physics.comp-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号