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AMGenC:生成电荷平衡的非晶材料

机器学习 2026-05-01 v1

摘要

非晶(无序)材料是一种在能源存储、热管理和先进材料等多个领域展现出巨大潜力的固体材料。与可以用包含少数至数百个原子的单元胞来描述的晶体材料不同,非晶材料需要更大的模拟胞,至少包含数百至数千个原子。为了促进具有所需性质的非晶材料设计,并帮助探索其广阔的设计空间,生成式逆向设计已成为一种有前景的 method。它旨在使用条件于所需性质的概率生成模型,直接输出性质与所需者 closely 对齐的材料,这比传统的试错方法更具资源效率。然而,由于概率生成模型本质上的随机性,当元素赋值受限时,大量生成的材料可能不平衡电荷,目前尚无方法能有效缓解这一局限。本文我们提出了 AMGenC,一种新的非晶材料生成式逆向设计 method,能够保证生成的样本电荷平衡,同时保持 minimal 额外计算开销且不牺牲逆向设计准确性。AMGenC 通过一种 element noise 给生成过程提供一个以电荷平衡为中心的起点,并结合 per-step soft projection 和 final discrete projection two-stage approach,不断将元素引导至精确的电荷平衡。我们在两个非晶材料数据集上进行了大量实验。实验结果提供了证据表明 AMGenC 成功实现了其设计目标。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.27613,
  title  = {AMGenC: Generating Charge Balanced Amorphous Materials},
  author = {Yan Lin and Jilin Hu and N. M. Anoop Krishnan and Morten M. Smedskjaer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27613},
  year   = {2026}
}