Machine Learning the Quantum-Chemical Properties of Metal–Organic Frameworks for Accelerated Materials Discovery with a New Electronic Structure Database
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.
Notice bibliographique
Résumé
<p>Metal–organic frameworks (MOFs) are a widely investigated class of crystalline solids with tunable structures that make it possible to impart specific chemical functionality tailored for a given application. However, the enormous number of possible MOFs that can be synthesized makes it difficult to determine which materials would be the most promising candidates, especially for applications governed by electronic structure properties that are often computationally demanding to simulate and time-consuming to probe experimentally. Here, we have developed the first publicly available quantum-chemical database for MOFs (the “QMOF database”), which consists of properties derived from density functional theory (DFT) for over 14,000 experimentally synthesized MOFs. Throughout this study, we demonstrate how this new database can be used to identify MOFs with targeted electronic structure properties. As a proof-of-concept, we use the QMOF database to evaluate the performance of several machine learning models for the prediction of DFT-computed band gaps and find that crystal graph convolutional neural networks are capable of achieving superior predictive performance, making it possible to circumvent computationally expensive quantum-chemical calculations. We also show how unsupervised learning methods can aid the discovery of otherwise subtle structure–property relationships using the computational findings in this work. We conclude by highlighting several MOFs with low band gaps, a challenging task given the electronically insulating nature of most MOF structures. The data and predictive models generated in this work, as well as the database of MOF structures, should be highly useful to other researchers interested in the predictive design and discovery of MOFs for the many applications dictated by quantum-chemical phenomena.<br></p>
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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