用于提升材料逆向设计的旋转不变晶体学表示方法

《Crystal Research and Technology》：Rotationally Invariant Crystallographic Representation for Enhancing the Inverse Design of Materials

材料逆向设计新方法：旋转不变晶体学表示与变分自编码器耦合模型成功应用于带隙调控材料发现

　　

摘要

材料的逆向设计是材料科学和信息工程领域中的关键技术。它能够根据所需的功能性预测材料的性质和结构，从而加速新材料的开发。然而，传统的材料设计方法通常需要大量的计算模拟和实验，这些过程本质上既耗时又耗费资源。本文提出了一种新的材料逆向设计方法，即结合旋转不变晶体学表示（RICR）和变分自编码器（VAE）生成模型的方法。RICR通过引入旋转坐标特征，有效地捕捉了晶体结构的显著特征，并保持了旋转不变性。通过对材料项目数据库中的数据进行逆向设计实验，成功设计并验证了具有用户指定带隙和形成能量的新型晶体材料。结果表明，RICR在重建精度、映射回归分支属性的性能以及生成目标晶体设计的成功率方面均有所提升。这些发现表明RICR在材料逆向设计中的有效性，并表明该方法可以为多种材料的逆向设计提供坚实的理论支持，从而推动材料科学的发展和创新。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。