清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Machine learning for impurity charge-state transition levels in semiconductors from elemental properties using multi-fidelity datasets

密度泛函理论 半导体 混合功能 计算机科学 忠诚 均方误差 光伏 材料科学 计算物理学 带隙 杂质 人工智能 算法 机器学习 统计物理学 物理 光电子学 数学 量子力学 工程类 统计 光伏系统 电气工程 电信
作者
Maciej P. Polak,Ryan Jacobs,Arun Mannodi‐Kanakkithodi,Maria K. Y. Chan,Dane Morgan
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:156 (11) 被引量:13
标识
DOI:10.1063/5.0083877
摘要

Quantifying charge-state transition energy levels of impurities in semiconductors is critical to understanding and engineering their optoelectronic properties for applications ranging from solar photovoltaics to infrared lasers. While these transition levels can be measured and calculated accurately, such efforts are time-consuming and more rapid prediction methods would be beneficial. Here, we significantly reduce the time typically required to predict impurity transition levels using multi-fidelity datasets and a machine learning approach employing features based on elemental properties and impurity positions. We use transition levels obtained from low-fidelity (i.e., local-density approximation or generalized gradient approximation) density functional theory (DFT) calculations, corrected using a recently proposed modified band alignment scheme, which well-approximates transition levels from high-fidelity DFT (i.e., hybrid HSE06). The model fit to the large multi-fidelity database shows improved accuracy compared to the models trained on the more limited high-fidelity values. Crucially, in our approach, when using the multi-fidelity data, high-fidelity values are not required for model training, significantly reducing the computational cost required for training the model. Our machine learning model of transition levels has a root mean squared (mean absolute) error of 0.36 (0.27) eV vs high-fidelity hybrid functional values when averaged over 14 semiconductor systems from the II-VI and III-V families. As a guide for use on other systems, we assessed the model on simulated data to show the expected accuracy level as a function of bandgap for new materials of interest. Finally, we use the model to predict a complete space of impurity charge-state transition levels in all zinc blende III-V and II-VI systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
林克完成签到,获得积分10
5秒前
CJY完成签到 ,获得积分10
12秒前
zzhui完成签到,获得积分10
20秒前
28秒前
旭旭完成签到,获得积分10
38秒前
飞哥与小佛完成签到,获得积分10
52秒前
修水县1个科研人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
所所应助einspringen采纳,获得10
2分钟前
彭晓雅完成签到,获得积分10
2分钟前
Ava应助zz采纳,获得10
3分钟前
Vintoe完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
zz发布了新的文献求助10
3分钟前
qinghe完成签到 ,获得积分10
4分钟前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
Elthrai完成签到 ,获得积分10
4分钟前
笨笨完成签到 ,获得积分10
4分钟前
jc_HSC发布了新的文献求助10
5分钟前
gycao2025完成签到,获得积分10
5分钟前
jc_HSC完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
张亚朋发布了新的文献求助10
6分钟前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
快乐碱基对完成签到 ,获得积分10
6分钟前
风趣小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
6分钟前
宇文雨文完成签到 ,获得积分10
6分钟前
张亚朋完成签到,获得积分10
6分钟前
林奇完成签到,获得积分10
7分钟前
MathFun完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
房天川完成签到 ,获得积分10
7分钟前
Arvin发布了新的文献求助10
7分钟前
qqq完成签到 ,获得积分0
8分钟前
45度科研狗完成签到 ,获得积分10
8分钟前
qq完成签到 ,获得积分0
8分钟前
8分钟前
xushaojun发布了新的文献求助10
8分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6988060
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8665504
关于积分的说明 18370909
捐赠科研通 6456523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3096024
关于科研通互助平台的介绍 2155669
邀请新用户注册赠送积分活动 2072201