Including crystal structure attributes in machine learning models of formation energies via Voronoi tessellations

沃罗诺图 密度泛函理论 晶体结构预测 镶嵌(计算机图形学) 统计物理学 计算机科学 算法 材料科学 计算科学 几何学 机器学习 物理 分子 数学 量子力学 计算机图形学(图像)
作者
Logan Ward,Ruoqian Liu,Amar Krishna,V. Hegde,Ankit Agrawal,Alok Choudhary,Chris Wolverton
出处
期刊:Physical review 卷期号:96 (2) 被引量:258
标识
DOI:10.1103/physrevb.96.024104
摘要

While high-throughput density functional theory (DFT) has become a prevalent tool for materials discovery, it is limited by the relatively large computational cost. In this paper, we explore using DFT data from high-throughput calculations to create faster, surrogate models with machine learning (ML) that can be used to guide new searches. Our method works by using decision tree models to map DFT-calculated formation enthalpies to a set of attributes consisting of two distinct types: (i) composition-dependent attributes of elemental properties (as have been used in previous ML models of DFT formation energies), combined with (ii) attributes derived from the Voronoi tessellation of the compound's crystal structure. The ML models created using this method have half the cross-validation error and similar training and evaluation speeds to models created with the Coulomb matrix and partial radial distribution function methods. For a dataset of 435 000 formation energies taken from the Open Quantum Materials Database (OQMD), our model achieves a mean absolute error of 80 meV/atom in cross validation, which is lower than the approximate error between DFT-computed and experimentally measured formation enthalpies and below 15% of the mean absolute deviation of the training set. We also demonstrate that our method can accurately estimate the formation energy of materials outside of the training set and be used to identify materials with especially large formation enthalpies. We propose that our models can be used to accelerate the discovery of new materials by identifying the most promising materials to study with DFT at little additional computational cost.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Daryl完成签到,获得积分10
1秒前
义气的巨人完成签到,获得积分10
1秒前
CAST1347发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
993494543完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
宗笑晴发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zycorner发布了新的文献求助10
4秒前
嘟嘟等文章完成签到,获得积分10
4秒前
呼呼完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
活A发布了新的文献求助10
5秒前
平淡寄云完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
宁学者发布了新的文献求助10
7秒前
烂漫夜梦发布了新的文献求助10
7秒前
ZoeZhang完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
lelelele发布了新的文献求助10
8秒前
林林完成签到,获得积分10
8秒前
HQ发布了新的文献求助10
9秒前
细腻涵菱发布了新的文献求助10
9秒前
渭水飞熊完成签到,获得积分10
10秒前
老唐发布了新的文献求助20
10秒前
11秒前
11秒前
默_古月发布了新的文献求助10
11秒前
ruyingxia完成签到,获得积分10
13秒前
卫文奎发布了新的文献求助10
14秒前
小马驹发布了新的文献求助10
15秒前
dong发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
王先生完成签到 ,获得积分10
18秒前
无辜惜寒发布了新的文献求助10
18秒前
廉洁发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
Ata应助老唐采纳,获得10
20秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2479625
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2142097
关于积分的说明 5462235
捐赠科研通 1865120
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927254
版权声明 562922
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496097