負泊松比材料具有反常的力學(xué)性能,在單軸壓縮(拉伸)時發(fā)生橫向收縮(膨脹),通常具有良好的抗斷裂性、抗剪切能力和能量吸收能力。由于其優(yōu)異的力學(xué)性能,負泊松比材料在航空航天、醫(yī)療設(shè)備、國防工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前工業(yè)界廣泛使用的是人造負泊松比材料。但人造泊松比材料生產(chǎn)成本高,基本都是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)負泊松比效應(yīng),難以賦予材料良好的電學(xué)性質(zhì),并且制作成本較高,成為負泊松比材料從實驗室走向工業(yè)化的瓶頸。因此科研人員非常關(guān)注天然負泊松比材料的研究,希望發(fā)現(xiàn)更多天然負泊松比材料,尤其是具有優(yōu)良電學(xué)性質(zhì)的負泊松比材料,推動負泊松比功能性材料的發(fā)展。但是目前已被發(fā)現(xiàn)的天然負泊松比材料較少,難以滿足相關(guān)行業(yè)的需求。傳統(tǒng)的研究材料泊松效應(yīng)的方法通過實驗測量或者高通量計算的方式進行篩選,這會耗費大量的人力成本和時間成本。機器學(xué)習算法與理論計算的結(jié)合可以大大加快材料泊松效應(yīng)的研究速度。通過學(xué)習已計算出的材料的泊松比,構(gòu)建出模型對大量其他材料的泊松比進行精確預(yù)測,從而可以快速篩選出具有負泊松比效應(yīng)的材料,并重點研究其中的半導(dǎo)體材料。本論文利用已有材料的泊松比值,通過機器學(xué)習構(gòu)建了預(yù)測材料泊松比值的回歸模...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1外力拉伸的具有(a)正泊松比；(b)負泊松比性能的簡易模型

半導(dǎo)體材料的泊松效應(yīng)及其機器學(xué)習研究2多胞結(jié)構(gòu)的負泊松比材料同樣有出色的表現(xiàn)，其疏松多孔的材料結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生較大的變形，能夠減緩震動，是吸收能量的理想材料。生物界種啄木鳥的頭骨就是多胞元結(jié)構(gòu)，保護啄木鳥的大腦在劇烈震動的時候不受傷害[10]。作為一種超材料，負泊松比材料的研究對于軍....

圖1-2(a)負泊松比剛性球面心立方結(jié)構(gòu)[21]，(b)展示了二維黑磷y方向的褶皺結(jié)構(gòu)和二維黑磷的俯視圖

半導(dǎo)體材料的泊松效應(yīng)及其機器學(xué)習研究3二維材料晶體被接連報道。2014年，Jin-WuJiang等通過第一性原理計算，從理論上預(yù)測二維黑磷材料存在負泊松比效應(yīng)[23]，圖1-2(b)展示了二維黑磷的俯視圖及其y方向的褶皺結(jié)構(gòu)。該理論于2016年由普渡大學(xué)的Yu-ChenDu等人通....

圖1-3機器學(xué)習在材料科學(xué)中應(yīng)用的一般流程

半導(dǎo)體材料的泊松效應(yīng)及其機器學(xué)習研究5開發(fā)數(shù)據(jù)庫(COD)[40]、基于理論模擬的開放量子材料數(shù)據(jù)庫(OQMD)[41]及材料發(fā)現(xiàn)的自動流程等數(shù)據(jù)庫，都為機器學(xué)習與材料科學(xué)研究的結(jié)合提供了基矗機器學(xué)習發(fā)展迅猛，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于解決各種材料科學(xué)問題。樣本建立，模型構(gòu)建和模型評估是機....

圖2-1為Kohn-Sham方程對定態(tài)多電子體系轉(zhuǎn)化處理的物理模型圖(a)多電子體系真實勢場；(b)轉(zhuǎn)

半導(dǎo)體材料的泊松效應(yīng)及其機器學(xué)習研究11的大部分通過相同電子密度的無相互作用體系來計算；(2)非經(jīng)典的交換和相關(guān)作用，動能校正項，自相互作用折入交換相關(guān)泛函中；(3)電子相互作用中庫侖作用占據(jù)了主要部分，而交換相關(guān)是相對次要的。Kohn-Sham通過運用平均勢場的方法，巧妙地解決....

本文編號：4020128