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贝叶斯协导航:用于自主调查组合材料库的计算物理模型与 AFM 实验的协同探索

材料科学 2025-12-10 v1

摘要

构建自主实验工作流程需要超越数据驱动的替代模型,以整合和动态细化物理理论于探索过程中。本文展示了贝叶斯协导航——一种框架的第一次完全自动化实验实现,该框架中自主智能体同时运行物理实验和计算昂贵的物理模型。使用与动力蒙特卡罗 (kMC) 模型耦合的自动 AFM 平台,系统推断出 (CrTaWV)x-Mo(1-x) 伪二元组合材料库的有效键能,逐步调整 kMC 参数以减小模拟与实验之间的认识差距。这种实时理论细化使 kMC 模型能够捕捉特定材料系统的行为,并揭示了杂化键合在表面扩散中起控制作用的机制。这些结果确立了协导航作为一种通用策略,用于紧密集成物理模型与自主实验平台,以产生可解释且持续自我纠正的复杂材料系统理论建模。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.08084,
  title  = {Bayesian Co-Navigation of a Computational Physical Model and AFM Experiment to Autonomously Survey a Combinatorial Materials Library},
  author = {Boris N. Slautin and Kamyar Barakati and Yu Liu and Reece Emery and Philip Rack and Sergei V. Kalinin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.08084},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 5 figures