通过等变扩散模型从近边谱生成式逆估计三维原子配位结构
材料科学
2026-02-19 v1
摘要
从光谱数据中提取三维原子坐标是一个长期存在的逆问题。我们提出了一种等变扩散模型，该模型直接从近边谱(ELNES/XANES)生成特定位置的3D结构。在Si-O晶体上训练的模型实现了与扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)相当的径向精度(RMSD ~0.06 Å)，但具有更优越的配位数精度(误差<4.3%，而EXAFS约为20%)。至关重要的是，它能够重建包括键角在内的完整3D几何结构，克服了一维径向分布分析的局限性。该模型展示了强大的分布外泛化能力，尽管仅在晶体晶格上训练，却能准确预测非晶系统中的局部结构。应用于来自α-石英的实验O K边谱验证了其实用性。这种生成式方法优于模板匹配，并建立了从光谱数据自动、定量确定3D结构的方法。
引用
@article{arxiv.2602.16133,
title = {Generative Inverse Estimation of 3D Atomic Coordination from Near-Edge Spectra via Equivariant Diffusion Models},
author = {Ren Okubo and Yu Fujikata and Izumi Takahara and Teruyasu Mizoguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.16133},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 7 figures, 3 supplementary figures