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Enregistrement W2771697124 · doi:10.1021/acs.accounts.7b00490

Discovery of Intermetallic Compounds from Traditional to Machine-Learning Approaches

2017· article· en· W2771697124 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueMachine Learning in Materials Science
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésIntermetallicComputer scienceMaterials scienceMetallurgy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conspectus Intermetallic compounds are bestowed by diverse compositions, complex structures, and useful properties for many materials applications. How metallic elements react to form these compounds and what structures they adopt remain challenging questions that defy predictability. Traditional approaches offer some rational strategies to prepare specific classes of intermetallics, such as targeting members within a modular homologous series, manipulating building blocks to assemble new structures, and filling interstitial sites to create stuffed variants. Because these strategies rely on precedent, they cannot foresee surprising results, by definition. Exploratory synthesis, whether through systematic phase diagram investigations or serendipity, is still essential for expanding our knowledge base. Eventually, the relationships may become too complex for the pattern recognition skills to be reliably or practically performed by humans. Complementing these traditional approaches, new machine-learning approaches may be a viable alternative for materials discovery, not only among intermetallics but also more generally to other chemical compounds. In this Account, we survey our own efforts to discover new intermetallic compounds, encompassing gallides, germanides, phosphides, arsenides, and others. We apply various machine-learning methods (such as support vector machine and random forest algorithms) to confront two significant questions in solid state chemistry. First, what crystal structures are adopted by a compound given an arbitrary composition? Initial efforts have focused on binary equiatomic phases AB, ternary equiatomic phases ABC, and full Heusler phases AB 2 C. Our analysis emphasizes the use of real experimental data and places special value on confirming predictions through experiment. Chemical descriptors are carefully chosen through a rigorous procedure called cluster resolution feature selection. Predictions for crystal structures are quantified by evaluating probabilities. Major results include the discovery of RhCd, the first new binary AB compound to be found in over 15 years, with a CsCl-type structure; the connection between “ambiguous” prediction probabilities and the phenomenon of polymorphism, as illustrated in the case of TiFeP (with TiNiSi- and ZrNiAl-type structures); and the preparation of new predicted Heusler phases M Ru 2 Ga and Ru M 2 Ga (M = first-row transition metal) that are not obvious candidates. Second, how can the search for materials with desired properties be accelerated? One particular application of strong current interest is thermoelectric materials, which present a particular challenge because their optimum performance depends on achieving a balance of many interrelated physical properties. Making use of a recommendation engine developed by Citrine Informatics, we have identified new candidates for thermoelectric materials, including previously unknown compounds (e.g., TiRu 2 Ga with Heusler structure; Mn(Ru 0.4 Ge 0.6 ) with CsCl-type structure) and previously reported compounds but counterintuitive candidates (e.g., Gd 12 Co 5 Bi). An important lesson in these investigations is that the machine-learning models are only as good as the experimental data used to develop them. Thus, experimental work will continue to be necessary to improve the predictions made by machine learning.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,729

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,194
Tête enseignante GPT0,375
Écart entre enseignants0,181 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle