非晶多元素材料的条件生成建模
材料科学
2025-03-11 v1
摘要
非晶多元素材料在成分和性质上提供了前所未有的可调性，然而由于缺乏预测性的结构-性质关系以及庞大的构型空间，其理性设计仍具挑战。传统建模难以捕捉决定其稳定性和功能的复杂短程有序结构。我们在此引入 ApolloX，一个面向非晶多元素材料的开创性预测框架，通过将物理先验生成建模与粒子群优化相结合，并以化学短程有序作为显式约束，建立了一种新范式。通过系统地探索无序能量图景，ApolloX 实现了对热力学稳定的非晶构型的靶向设计。它能准确预测原子尺度的排列，包括由成分驱动的金属团簇和非晶化趋势，这些预测得到了实验的良好验证，同时利用迟缓扩散控制元素分布和无序来指导合成。由成分主导的所得结构演化直接影响催化性能，随着非晶化程度的提高，活性和稳定性均得到改善。这种预测与实验的协同作用变革了非晶材料的发现，在催化、储能和无序功能系统领域开辟了新前沿。
引用
@article{arxiv.2503.07043,
title = {Conditional Generative Modeling for Amorphous Multi-Element Materials},
author = {Honglin Li and Chuhao Liu and Yongfeng Guo and Xiaoshan Luo and Yijie Chen and Guangsheng Liu and Yu Li and Ruoyu Wang and Zhenyu Wang and Jianzhuo Wu and Cheng Ma and Zhuohang Xie and Jian Lv and Yufei Ding and Huabin Zhang and Jian Luo and Zhicheng Zhong and Mufan Li and Yanchao Wang and Wan-Lu Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.07043},
year = {2025}
}