Universal Machine Learning Kohn–Sham Hamiltonian for Materials

Kohn-Sham方程 电子结构 计算机科学 哈密顿量(控制论) 概括性 计算科学 材料科学 物理 纳米技术 统计物理学 数学 计算化学 密度泛函理论 化学 数学优化 心理学 心理治疗师
作者
Yang Zhong,Hongyu Yu,Ji‐Hui Yang,Xingyu Guo,Hongjun Xiang,Xin-Gao Gong
出处
期刊:Chinese Physics Letters [IOP Publishing]
卷期号:41 (7): 077103-077103 被引量:21
标识
DOI:10.1088/0256-307x/41/7/077103
摘要

Abstract While density functional theory (DFT) serves as a prevalent computational approach in electronic structure calculations, its computational demands and scalability limitations persist. Recently, leveraging neural networks to parameterize the Kohn–Sham DFT Hamiltonian has emerged as a promising avenue for accelerating electronic structure computations. Despite advancements, challenges such as the necessity for computing extensive DFT training data to explore each new system and the complexity of establishing accurate machine learning models for multi-elemental materials still exist. Addressing these hurdles, this study introduces a universal electronic Hamiltonian model trained on Hamiltonian matrices obtained from first-principles DFT calculations of nearly all crystal structures on the Materials Project. We demonstrate its generality in predicting electronic structures across the whole periodic table, including complex multi-elemental systems, solid-state electrolytes, Moiré twisted bilayer heterostructure, and metal-organic frameworks. Moreover, we utilize the universal model to conduct high-throughput calculations of electronic structures for crystals in GNoME datasets, identifying 3940 crystals with direct band gaps and 5109 crystals with flat bands. By offering a reliable efficient framework for computing electronic properties, this universal Hamiltonian model lays the groundwork for advancements in diverse fields, such as easily providing a huge data set of electronic structures and also making the materials design across the whole periodic table possible.
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
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
喵典娜发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
伯赏涵雁发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
混子完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
充电宝应助依人如梦采纳,获得10
3秒前
mark发布了新的文献求助10
4秒前
VanessaW发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6应助无疾而终采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
wanzhao完成签到,获得积分10
6秒前
云墨完成签到 ,获得积分10
6秒前
小蘑菇应助小王采纳,获得10
6秒前
6秒前
wlkk完成签到,获得积分10
7秒前
zz完成签到 ,获得积分10
7秒前
思源应助王盼采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
研友_VZG7GZ应助wyd采纳,获得10
10秒前
Akim应助Mia采纳,获得30
10秒前
lan完成签到,获得积分10
10秒前
慕恩呐发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
英姑应助啊啊啊啊采纳,获得10
11秒前
完美世界应助火星上莛采纳,获得10
11秒前
方源发布了新的文献求助10
11秒前
牧野牧发布了新的文献求助10
12秒前
kk完成签到,获得积分10
13秒前
陈小青发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
笔芯完成签到,获得积分10
13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
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
Stop Talking About Wellbeing: A Pragmatic Approach to Teacher Workload 800
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Terminologia Embryologica 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5618857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4703798
关于积分的说明 14923864
捐赠科研通 4758637
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2550264
邀请新用户注册赠送积分活动 1513097
关于科研通互助平台的介绍 1474401