通过群-子群转变导航有序-(无)序族谱
材料科学
2026-04-24 v1
摘要
随着闭环材料发现系统扩展到产生数百万种候选化合物，它们所奖励的新颖性的可信度成为一个关键问题。新颖性通常根据有序晶体结构数据库进行评估，其中原子位点被完全占据。然而，一个预测的有序结构可能仅仅对应于一个已知无序相的一种特定有序化，该无序相的位点在统计平均结构中被多种物种占据；我们将这种结构称为无序母相的有序子相。在此，我们引入了有序-(无)序族谱，这是一个基于对称性的框架，通过群-子群关系组织有序和无序结构，并使得能够明确评估新颖性。我们开发了一个高通量族匹配程序，以识别给定有序结构可能的无序母相和对称性相关的有序亲属。作为验证，我们在面向合成的案例研究（A-Lab）上测试了我们的框架，它正确地恢复了目标有序结构的现有无序母相。将该基于族谱的基准扩展到实验结构数据库（ICSD）、计算数据集（MP-20、Alex-MP-20和GNoME）以及晶体生成模型，进一步揭示了许多作为单个条目看似新颖的有序结构，实际上更好地被理解为实验已知的有序-(无)序族谱的成员。我们还表明，这在对称性无关的全原子生成模型中尤为明显，这些模型更频繁地产生源自已知无序母相的有序结构，而对称性约束模型出现这种行为的可能性低2-4倍。我们的结果确立了有序-(无)序族谱作为在数据驱动的材料发现中实现真正新颖性的关键要求。
引用
@article{arxiv.2604.21386,
title = {Navigating Order-(Dis)Order Family Trees via Group-Subgroup Transitions},
author = {Shuya Yamazaki and Yuyao Huang and Martin Hoffmann Petersen and Wei Nong and Kedar Hippalgaonkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.21386},
year = {2026}
}