머신 러닝을 사용하여 에볼루션 바카라 물질을 찾기위한지도 개발 및 출판

NIMS는 도쿄 대학, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소, 도호쿠 대학교 및 교토 기술 연구소와 협력하여 에볼루션 바카라 물질을 찾기 위해 "원소 반응성 맵"을 개발하고 발표했습니다 실험실에서 이용할 수있는 80 개의 요소의 총 85,320 조합에서 우리는 기계 학습을 사용하여 에볼루션 바카라 재료가 될 수있는 3,000 개가 넘는 요소의 조합을 보여주는지도를 제안했습니다 이 연구 결과는 2 월 21 일에있었습니다재료 화학잡지에 게시

전통적인 문제

무기 물질은 여러 요소를 반응하여 합성됩니다 재료가 과거에 합성되지 않았고 특별한 물리적 특성과 유용한 기능을 갖는 에볼루션 바카라 물질을 합성하는 데 성공했다면, 에볼루션 바카라 재료로서 실질적으로 사용할 수있는 "보물"이 될 수 있습니다 그러나, 결정 구조 데이터베이스에 있지 않은 많은 조합은 과거에만 시도되고 반응하지 않았으며, 에볼루션 바카라 재료를 효율적으로 검색하기 위해 사전에 합성의 가능성을 예측해야했습니다

결과 포인트

이번에는 알려진 물질의 존재 또는 부재와 함께 세 가지 유형 미만의 요소 쌍에서 재료 생성 가능성을 표시하는 80 x 80 그리드 모양의 "요소 반응성 맵"을 개발했습니다 이 맵은 30,000 개가 넘는 무기 화합물에 대한 결정 구조 데이터의 기계 학습을 사용하여 만들어졌습니다 대화식 웹 시스템으로 게시되며 누구나 액세스 할 수 있습니다

우리는 복잡한 결정 및 고체 용액을 포함하는 실험적 결정 구조의 데이터베이스를 사용하여 맵 예측 결과를 확인했으며, 높은 반응성 점수 (095 이상)의 조합은 기존 화합물이 낮은 반응성 (005 미만)보다 17 배 더 많은 것을 발견하여 반응성 점수의 유효성을 나타낸다는 것을 발견했습니다 그리고 높은 반응성 점수를 보여 주면서 실험 데이터베이스에 포함되지 않은 3,000 쌍 이상의 요소가 발견되었으며, 이들은 에볼루션 바카라 물질이있는 "보물 위치"라고 기대할 수 있습니다 이지도를 사용하여, 우리는 열전 재료로서 관심을 끌고있는 B20 구조 합금 인 Magnetic Silmion 및 Co (Al, GE)를 포함한 수십 개의 에볼루션 바카라 재료를 성공적으로 발견했습니다

Future Outlook

이 원소 반응성 맵에 대한 참조, 다양한 에볼루션 바카라 물질을 발견 할 수 있으며, 그 중에서 유용한 에볼루션 바카라 물질을 찾을 수 있습니다 이 원소 반응성 맵을 사용하면 반응하기 어려운 요소의 조합을 읽을 수 있으므로 불활성이 필요한 잠재적 컨테이너 및 전극을 검색하는 데 유용 할 수 있습니다

기타

이 연구는 일본 과학 및 기술 기관 (JST) CREST의 일본 과학 및 기술 기관 (JST) CREST의 "에볼루션 바카라 결정의 대규모 기능을 기반으로 한 혁신적인 기능 재료 개발"(JST) CREST의 "혁신적인 기능 재료 개발"(JST) CREST의 일본 과학 기술 기관 (JST) CREST의 일환으로 수행되었습니다

이 연구 결과는 2025 년 2 월 21 일에 발표되었습니다재료 화학에 게시되었습니다 (온라인 버전) 3 월 25 일 잡지의 Vol 37, 이슈 6, 2097-2105 페이지,이 문제의 표지

주기성 테이블의 여러 요소가 함께 가열되면 반응하기 위해화합물¹형성된 많은 사람들은 원자가 정기적으로 배열되는 일종의 종류입니다크리스탈 구조²실험실에서 사용할 수있는 약 80 개의 다른 요소 중 2 ~ 3 개를 선택하면 85,320 개의 조합을 가질 수 있으며 많은 비정규 조합이 있습니다 이 중에서도 발견 된에볼루션 바카라 물질³또는 전통적인기능적 재료⁴에볼루션 바카라 재료⁵잠들 수 있습니다

그러나 에볼루션 바카라 물질을 발견하는 것을 목표로 한 연구는 다음과 같은 과제에 직면했습니다

• 생산 된 자료가 알려져 있습니다
• 내가 시도한 요소의 조합은 전혀 응답하지 않습니다

이러한 상황에서 기계 학습이 에볼루션 바카라 물질을 발견 할 수있는 요소의보고되지 않은 조합을 식별 할 수 있다면 에볼루션 바카라 물질에 대한 효율적인 검색이 가능할 것입니다

이번에는 NIMS Material Infrastructure Center의 최고 연구원 인 Katsura Yukari가 이끄는 협업 연구팀이 "원소 반응성 맵"을 개발했습니다 이 맵은 80 개의 원소에 대한 두 번째 및 세 번째 요소의 격자와 같은 조합을 보여 주며, 알려진 화합물이 있는지 여부와 알려지지 않은 화합물이 존재하는 가능성을 시각적으로 나타냅니다 지도는 온라인으로 게시되며 각 그리드 위로 호버링하면 자세한 정보가 표시됩니다
URL :https : //ermstarrydataorg/

그림 1 :

• 알려진 화합물이 존재하는 요소의 조합은 다수의 결정 구조 데이터베이스에서 추출되고 적색 색상 및 기호로 표시
• 화합물에 존재하지 않는 요소의 조합은 기계 학습을 사용하여 예측되고 파란색의 어둠 (어두운 파란색은 에볼루션 바카라 물질 발견으로 이어질 가능성이 높음)으로 표현됩니다

또한 노란색으로 표시된 영역은 재료의 존재가보고 된 곳을 나타내지 만 기계 학습에 의한 예측 값은 낮았습니다 이들 중 다수는 실험 데이터로서 품질이 낮은 것으로 데이터베이스에서 분류 된 물질이었다

원소 반응성 맵의 주요 사용은 에볼루션 바카라 재료를 검색하는 것입니다 보고되지 않고 재료를 생산할 가능성이있는 요소의 조합을 즉시 식별함으로써 효율적인 실험 설계를 가능하게 할 수 있습니다 이 기술은 재료의 반응성을 예측하고 상세한 결정 구조를 예측하지는 않지만 예기치 않은 물리적 특성을 가진 재료는 예기치 않은 구조에서 발견되는 것은 드문 일이 아닙니다 이지도는 "어떤 종류의 보물을 얻을 수 있는지"를 보여주지 않지만 "보물이있을 가능성이있는 곳"을 보여 주며 에볼루션 바카라 것을 발견하려는 연구자들에게 귀중한 도구가 될 것입니다

이 맵은 밝은 파란색 영역에 초점을 맞추기 어려운 원소 세트를 예측하는 데 사용될 수 있으며 합성 용기 및 전극 재료를 개발하는 데 유용합니다

또한 이러한 MAP 형 디스플레이는 원소 반응성 외에 다양한 물리적 특성의 기계 학습 예측을 시각화하는 데 적용될 수 있습니다 2 ~ 3 개의 요소의 조합에 대해 "속성이 실제 수준에 도달하는지 여부"와 같은 이진 교육 데이터를 준비 할 수 있다면 조사되지 않더라도 조건을 충족시킬 수있는 파란색 요소를 나타낼 수 있습니다 교사 데이터의 개선 된 품질과 양은 예측 신뢰성을 높이고, 재료 과학의 광범위한 분야에서 에볼루션 바카라 재료 검색을 가속화 할 것으로 예상됩니다

1 화합물

화학적 결합에 의해 둘 이상의 원소가 결합되고 형성되는 물질 요소 만 다른 속성을 가지고 있습니다[참조로 돌아 가기]

2 결정 구조

원자와 분자가 재료 내에 정기적으로 배열되는 3 차원 기하학적 패턴 이 정기 배열은 공간적으로 반복되어 결정을 형성한다 많은 무기 화합물은이 결정 구조의 주기적 반복으로 특징 지어집니다[참조로 돌아 가기]

3 에볼루션 바카라 물질

이 연구에서는 에볼루션 바카라 재료가 기존 데이터베이스에 요소와 결정 구조의 조합이 포함되지 않은 재료로 정의됩니다[참조로 돌아 가기]

4 기능적 재료

주로 특정 기능 또는 속성 (전기, 자기, 광학, 촉매 특성 등)을 표현하는 데 주로 사용되는 물질 구조 재료와 대조적으로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

5 에볼루션 바카라 재료

기존 기능 재료와 비교하여 구성 요소 또는 결정 구조가 다른 재료 이것은 기존 재료와는 다른 특성과 우수한 기능을 생성 할 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]