Fast and scalable prediction of local energy at grain boundaries: machine-learning based modeling of first-principles calculations

能量(信号处理) 可扩展性 密度泛函理论 Atom(片上系统) 方案(数学) 人工智能 计算机科学 试验装置 算法 材料科学 晶界 机器学习 统计物理学 物理 数学 量子力学 数学分析 嵌入式系统 微观结构 数据库 冶金
作者
Tomoyuki Tamura,Masayuki Karasuyama,Ryo Kobayashi,Ryuichi Arakawa,Yoshinori Shiihara,Ichiro Takeuchi
出处
期刊:Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering [IOP Publishing]
卷期号:25 (7): 075003-075003 被引量:34
标识
DOI:10.1088/1361-651x/aa8276
摘要

We propose a new scheme based on machine learning for the efficient screening in grain-boundary (GB) engineering. A set of results obtained from first-principles calculations based on density functional theory (DFT) for a small number of GB systems is used as a training data set. In our scheme, by partitioning the total energy into atomic energies using a local-energy analysis scheme, we can increase the training data set significantly. We use atomic radial distribution functions and additional structural features as atom descriptors to predict atomic energies and GB energies simultaneously using the least absolute shrinkage and selection operator, which is a recent standard regression technique in statistical machine learning. In the test study with fcc-Al [110] symmetric tilt GBs, we could achieve enough predictive accuracy to understand energy changes at and near GBs at a glance, even if we collected training data from only 10 GB systems. The present scheme can emulate time-consuming DFT calculations for large GB systems with negligible computational costs, and thus enable the fast screening of possible alternative GB systems.
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
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
weijipeng发布了新的文献求助10
刚刚
Fox发布了新的文献求助10
刚刚
在水一方应助LL采纳,获得10
刚刚
情怀应助boxi采纳,获得10
1秒前
1秒前
落寞代桃完成签到 ,获得积分10
1秒前
xiaofengyyy完成签到,获得积分10
1秒前
森林发布了新的文献求助10
1秒前
77发布了新的文献求助10
1秒前
zhu完成签到,获得积分10
2秒前
南瓜豆腐发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
大力的凝安完成签到,获得积分10
3秒前
lin完成签到,获得积分10
3秒前
本单发布了新的文献求助10
3秒前
fang发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
财神爷的小宝贝应助LILLIAN采纳,获得30
4秒前
斯年发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
123发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
猛猛冲发布了新的文献求助10
5秒前
Slence发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
jias完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
不舍天真发布了新的文献求助10
7秒前
ZXY发布了新的文献求助10
8秒前
liao发布了新的文献求助20
8秒前
科研通AI2S应助lynn采纳,获得10
9秒前
Iva发布了新的文献求助10
9秒前
科研小白发布了新的文献求助10
9秒前
研友_VZG7GZ应助顺利fashen采纳,获得10
10秒前
宝宝来也发布了新的文献求助10
10秒前
英姑应助鱼山采纳,获得10
10秒前
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Plato's Parmenides. A Constructive Reading 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7301326
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8919785
关于积分的说明 18892080
捐赠科研通 6965906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3211339
关于科研通互助平台的介绍 2380415
邀请新用户注册赠送积分活动 2188229