Experimental search for high-temperature ferroelectric perovskites guided by two-step machine learning

材料科学 铁电性 算法 机器学习 钙钛矿(结构) 人工智能 计算机科学 结晶学 化学 电介质 光电子学
作者
Prasanna V. Balachandran,Benjamin A. Kowalski,Alp Sehirlioglu,Turab Lookman
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:9 (1) 被引量:249
标识
DOI:10.1038/s41467-018-03821-9
摘要

Abstract Experimental search for high-temperature ferroelectric perovskites is a challenging task due to the vast chemical space and lack of predictive guidelines. Here, we demonstrate a two-step machine learning approach to guide experiments in search of x Bi $$[ {{\mathrm{Me}}_y' {\mathrm{Me}}_{(1 - y)}'' } ]$$ [MeyMe(1-y)] O 3 –(1 − x )PbTiO 3 -based perovskites with high ferroelectric Curie temperature. These involve classification learning to screen for compositions in the perovskite structures, and regression coupled to active learning to identify promising perovskites for synthesis and feedback. The problem is challenging because the search space is vast, spanning ~61,500 compositions and only 167 are experimentally studied. Furthermore, not every composition can be synthesized in the perovskite phase. In this work, we predict x , y , Me′, and Me″ such that the resulting compositions have both high Curie temperature and form in the perovskite structure. Outcomes from both successful and failed experiments then iteratively refine the machine learning models via an active learning loop. Our approach finds six perovskites out of ten compositions synthesized, including three previously unexplored {Me′Me″} pairs, with 0.2Bi(Fe 0.12 Co 0.88 )O 3 –0.8PbTiO 3 showing the highest measured Curie temperature of 898 K among them.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
慈祥的傲安完成签到,获得积分10
刚刚
龙傲天发布了新的文献求助10
1秒前
小二郎应助拓跋碧萱采纳,获得10
1秒前
小趴菜完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
百樗百完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小杜完成签到,获得积分10
2秒前
热心的诗蕊完成签到,获得积分10
2秒前
kyt发布了新的文献求助10
2秒前
电风扇和油面筋完成签到,获得积分10
3秒前
时尚的菲音完成签到,获得积分10
3秒前
yyyyou完成签到,获得积分10
3秒前
董瑞完成签到,获得积分10
3秒前
糖糖谈糖糖完成签到,获得积分0
4秒前
遇见多欢喜完成签到,获得积分10
4秒前
zp4完成签到,获得积分10
6秒前
杜廉政完成签到,获得积分10
6秒前
Riggle G完成签到,获得积分0
6秒前
幸运鱼完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
王道远完成签到,获得积分10
8秒前
wtian1221完成签到,获得积分10
8秒前
最最完成签到,获得积分10
8秒前
半个龙虾完成签到,获得积分20
8秒前
薛人英完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
大个应助poppy采纳,获得30
9秒前
大水牛姐姐完成签到,获得积分10
10秒前
实验顺顺顺完成签到,获得积分10
10秒前
七十三度完成签到,获得积分10
11秒前
称心冬云完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
planA完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
wwx完成签到,获得积分10
12秒前
霸王龙完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
着急的黄豆完成签到,获得积分10
13秒前
roselau完成签到,获得积分0
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6384556
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8197523
关于积分的说明 17335979
捐赠科研通 5438136
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876049
邀请新用户注册赠送积分活动 1852544
关于科研通互助平台的介绍 1696978