研究目的
利用机器学习算法研究混合有机/无机钙钛矿的结构稳定性,基于A位阳离子的有效原子半径和孤对电子数预测其相稳定性。
研究成果
研究表明,基于A位阳离子的有效原子半径和孤对电子数,机器学习模型能够准确预测钙钛矿的相稳定性。该方法为材料设计提供了一种高效策略,优于传统的试错法。
研究不足
该研究的局限性在于密度泛函理论(DFT)计算的计算成本以及机器学习模型的复杂性。对于某些假设化合物,由于缺乏实验数据,预测准确性可能会受到影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用密度泛函理论(DFT)计算分析钙钛矿的相稳定性,并构建机器学习模型基于结构参数预测相稳定性。
2:样本选择与数据来源:
研究涵盖384种ABC3硫族化合物与卤化物钙钛矿,A位阳离子包含碱金属与有机分子。
3:实验设备与材料清单:
使用维也纳从头算模拟软件包(VASP)进行DFT计算,采用广义梯度近似(GGA)的Perdew?Burke?Ernzerhof(PBE)参数化方案并包含范德华修正。
4:实验步骤与操作流程:
结构优化分三步进行:体积优化、原子位移调整及完全弛豫。通过理想立方结构与完全弛豫结构间的能量差衡量相稳定性。
5:数据分析方法:
运用广义线性模型(GLM)、随机森林(RF)、梯度提升机(GBM)、XGBoost及深度学习(DL)等机器学习技术分析数据。
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获取完整内容-
Vienna ab initio simulation package
VASP
Performing density functional theory calculations
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Perdew?Burke?Ernzerhof
PBE
Parameterization of the generalized gradient approximation
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FireWorks
Managing the calculation workflow
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Pymatgen
Pre- and postprocessing the calculated data
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