亲爱的研友该休息了!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,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

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
4秒前
4秒前
Frankie完成签到,获得积分10
6秒前
一支布洛芬完成签到,获得积分20
6秒前
任浩发布了新的文献求助30
8秒前
10秒前
13秒前
zzzz应助一支布洛芬采纳,获得10
15秒前
22秒前
嘻嘻哈哈应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
嘻嘻哈哈应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
30秒前
32秒前
35秒前
36秒前
555557发布了新的文献求助10
40秒前
邋遢大王完成签到,获得积分10
46秒前
52秒前
7788完成签到 ,获得积分10
53秒前
54秒前
昭昭1号完成签到,获得积分10
54秒前
高大诗柳发布了新的文献求助10
58秒前
1分钟前
是非完成签到 ,获得积分10
1分钟前
soilman完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
大半个菜鸟完成签到,获得积分20
1分钟前
Mr曹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Hello应助大半个菜鸟采纳,获得10
1分钟前
wwq发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
白泽完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
2分钟前
无花果应助任浩采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2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
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
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 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7330845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8945236
关于积分的说明 18974843
捐赠科研通 6985652
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216822
关于科研通互助平台的介绍 2383374
邀请新用户注册赠送积分活动 2196473