隨著人工智能的興起，在探索新材料的過程中，傳統(tǒng)的“炒菜式”探索方式已不適合時(shí)代發(fā)展。機(jī)器學(xué)習(xí)+高通量計(jì)算正伸展到科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，這節(jié)省了人力物力，并為實(shí)驗(yàn)的合成提供了靶向的指導(dǎo)，提高了新材料開發(fā)的效率。 

近日，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能晶體材料團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種適用于非線性光學(xué)晶體材料的研究新范式。這種新研究范式將機(jī)器學(xué)習(xí)、晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測、高通量計(jì)算與篩選及實(shí)驗(yàn)探索融為一體，實(shí)現(xiàn)了非線性光學(xué)晶體材料從理論預(yù)測到實(shí)驗(yàn)合成的重大跨越。研究通過機(jī)器學(xué)習(xí)利用原子卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ATCNN）算法對(duì)3887個(gè)化學(xué)組分進(jìn)行帶隙預(yù)測，數(shù)據(jù)清洗之后，將研究體系鎖定在A^IB^IIISe₂（A^I = Li, Na, K, Rb, Cs；B^III = Al, Ga）；在隨后對(duì)其進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測的工作中，預(yù)測了所有已知的結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)熱力學(xué)穩(wěn)定和50個(gè)熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)新的三元硒化物；高通量的計(jì)算和篩選結(jié)果表明，8例結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)帶隙和倍頻之間的平衡（Eg > 2.70 eV, |d_ij| > 10 pm/V），2例已通過實(shí)驗(yàn)成功合成，其中1例結(jié)構(gòu)顯示出大的倍頻效應(yīng)（≈2 × AGS）和寬的透過范圍，可覆蓋兩個(gè)重要的大氣波段（3-5、8-12 μm）。該研究體現(xiàn)了從理論預(yù)測到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的成功案例，并為后續(xù)新型非線性光學(xué)晶體材料的設(shè)計(jì)及合成提供了有效策略。 

探索優(yōu)良中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖及機(jī)器學(xué)習(xí)去預(yù)測化學(xué)組分的帶隙

相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目與中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃從0到1原始創(chuàng)新項(xiàng)目等的支持。 

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202200231