基于 AgileFD 的自动相图构建及其在 V-Mn-Nb 氧化物体系光吸收材料发现中的应用
材料科学
2016-10-07 v1
摘要
相图的快速构建是组合材料科学的核心原则，而加速材料发现的努力常因解读组合 X 射线衍射数据集时的挑战而受阻。为此，我们开发了 AgileFD，一种人工智能算法，能够从组合 X 射线衍射图谱库中快速进行相图构建。AgileFD 通过卷积非负矩阵分解的一种新颖扩展，对基于合金化的峰位移动进行建模，这不仅改善了组成相的识别，还绘制了它们的浓度和晶格参数随成分变化的函数关系。通过将吉布斯相律纳入算法，可在无监督操作下获得物理上有意义的相图，并通过注入系统的专家知识获得更精细的解。该算法通过对 V-Mn-Nb 氧化物体系的研究进行了演示，其中八个氧化物相（包括两个具有显著合金化的相）的分解，为该赝三元体系提供了首个相图。此相图使得高通量带隙数据的解读成为可能，从而发现了新的太阳能光吸收材料，并实现了对 MnV2O6 直接允许带隙能量的合金化调控。开源的 AgileFD 算法系列可被应用于广泛的高通量工作流程，以加速材料发现。
引用
@article{arxiv.1610.02005,
title = {Automated Phase Mapping with AgileFD and its Application to Light Absorber Discovery in the V-Mn-Nb Oxide System},
author = {Santosh K. Suram and Yexiang Xue and Junwen Bai and Ronan Le Bras and Brendan Rappazzo and Richard Bernstein and Johan Bjorck and Lan Zhou and Robert B. van Dover and Carla P. Gomes and John M. Gregoire},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.02005},
year = {2016}
}