Generating New Coordination Compounds via Multireference Simulations, Genetic Algorithms, and Machine Learning: The Case of Co(II) and Dy(III) Molecular Magnets
Notice bibliographique
Résumé
The design of coordination compounds with target properties often requires years of continuous feedback loop between theory, simulations, and experiments. In the case of magnetic molecules, this conventional strategy has indeed led to the breakthrough of single-molecule magnets with working temperatures above liquid nitrogen's boiling point, but at significant costs in terms of resources and time. Here, we propose a computational strategy capable of accelerating the discovery of new coordination compounds with the desired electronic and magnetic properties. Our approach is based on a combination of high-throughput multireference ab initio methods, genetic algorithms, and machine learning. While genetic algorithms allow for an intelligent sampling of the vast chemical space available, machine learning reduces the computational cost by prescreening molecular properties in advance of their accurate and automated multireference ab initio characterization. Importantly, the presented framework is able to generate novel organic ligands and explore chemical motifs beyond those available in pre-existing structural databases. We showcase the power of this approach by automatically generating new Co-(II) and Dy-(III) mononuclear coordination compounds with record magnetic properties in a fraction of the time required by either experiments or brute-force ab initio approaches. In the case of Dy compounds, simulations uncover new nontrivial chemical strategies toward pentagonal bipyramidal complexes with record-breaking values of magnetic anisotropy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».