Crystal structure prediction by combining graph network and optimization algorithm

晶体结构 算法 粒子群优化 晶体结构预测 计算机科学 Crystal(编程语言) 优化算法 水准点(测量) 图形 机器学习 人工智能 理论计算机科学 数学 化学 数学优化 结晶学 程序设计语言 地理 大地测量学
作者
Guanjian Cheng,Xin-Gao Gong,Wan‐Jian Yin
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1) 被引量:86
标识
DOI:10.1038/s41467-022-29241-4
摘要

Crystal structure prediction is a long-standing challenge in condensed matter and chemical science. Here we report a machine-learning approach for crystal structure prediction, in which a graph network (GN) is employed to establish a correlation model between the crystal structure and formation enthalpies at the given database, and an optimization algorithm (OA) is used to accelerate the search for crystal structure with lowest formation enthalpy. The framework of the utilized approach (a database + a GN model + an optimization algorithm) is flexible. We implemented two benchmark databases, i.e., the open quantum materials database (OQMD) and Matbench (MatB), and three OAs, i.e., random searching (RAS), particle-swarm optimization (PSO) and Bayesian optimization (BO), that can predict crystal structures at a given number of atoms in a periodic cell. The comparative studies show that the GN model trained on MatB combined with BO, i.e., GN(MatB)-BO, exhibit the best performance for predicting crystal structures of 29 typical compounds with a computational cost three orders of magnitude less than that required for conventional approaches screening structures through density functional theory calculation. The flexible framework in combination with a materials database, a graph network, and an optimization algorithm may open new avenues for data-driven crystal structural predictions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
MINT给MINT的求助进行了留言
1秒前
1秒前
522完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
CES_SH完成签到,获得积分10
4秒前
简简单单发布了新的文献求助10
6秒前
科研小白完成签到,获得积分10
6秒前
JOY完成签到 ,获得积分10
7秒前
吴晨曦发布了新的文献求助10
7秒前
黍黍黍完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助崔崔崔采纳,获得10
9秒前
9秒前
所所应助yifan92采纳,获得10
9秒前
弱水应助一一采纳,获得30
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
bobinson完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
6666666666完成签到 ,获得积分10
13秒前
Rainandbow完成签到,获得积分20
14秒前
多摩川的烟花少年完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
sun发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
Dia发布了新的文献求助30
15秒前
宫宛儿完成签到,获得积分10
16秒前
berrypeng发布了新的文献求助30
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
carry完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
科研虫儿发布了新的文献求助10
17秒前
浮游应助小僧采纳,获得10
17秒前
20秒前
英姑应助123456采纳,获得10
20秒前
Alex应助mm采纳,获得20
20秒前
刘言完成签到,获得积分20
21秒前
燕忆山发布了新的文献求助30
21秒前
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
解放军总医院眼科医学部病例精解 1000
温州医科大学附属眼视光医院斜弱视与双眼视病例精解 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 500
translating meaning 500
Storie e culture della televisione 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4896894
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4178316
关于积分的说明 12970741
捐赠科研通 3941736
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2162347
邀请新用户注册赠送积分活动 1180909
关于科研通互助平台的介绍 1086440