Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В МФТИ ускорили поиск новых материалов с заданными оптическими свойствами
В рамках совместной работы физики из Китая и России обучили графовую нейронную сеть поиску кристаллов с высоким показателем двулучепреломления. Разработанный подход позволит ускорить поиск новых материалов с заданными оптическим свойствами.
Результаты опубликованы в журнале Science China Materials. Материалы с высоким показателем двулучепреломления (Δn), особенно в области глубокого ультрафиолета, активно применяются для разработки поляризационных и многих других устройств. Традиционные экспериментальные методы поиска таких материалов занимают много времени и, как правило, сложны в исполнении. Поэтому ученые разработали простой и понятный способ отбора материалов с высоким показателем Δn, используя квантово-механические модели и современные технологии машинного обучения.
При обучении нейросети очень важно правильно подобрать признаки, описывающие тренировочный набор данных. Оптические свойства материала зависят как от его кристаллической структуры, так и от химического состава. Поэтому архитектура модели должна находить взаимосвязи химическим составом, кристаллической структурой и целевым свойством материала.
Одной из таких архитектур, которая сочетает в себе описанные выше свойства, является графовая нейронная сеть. В этом исследовании в качестве основного инструмента использовалась модель графовой нейронной сети ALIGNN. Исследователи обучили ее предсказывать величину двулучепреломления материала, основываясь на кристаллических структурах. Для определения точности предсказании физики добавили критерий D-оптимальности. Этот критерий показывает, насколько надежны предсказания модели на новых данных. Он также оценивает, насколько хорошо характеристики новых материалов «вписываются» в набор данных, использованный для обучения модели.
«Предложенный подход, состоящий из сбора обучающей выборки, разработки моделей машинного обучения и скрининга баз данных, позволил нам найти новые материалы с заданными оптическими свойствами. В будущем данный подход может быть расширен и на другие классы материалов», — рассказывает Иван Круглов, заведующий лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ.
«Ранее мы не видели работ, где бы использовался критерий D-оптимальности не только для оценки надежности прогнозов модели машинного обучения, но и для оценки «новизны» данных. Также разработанный подход сочетает в себе методы машинного обучения с традиционными квантово-механическими расчетами, что обеспечивает точность и хорошую интерпретируемость результатов. Мы продолжаем разрабатывать модели, используя новые подходы, и, возможно, в ближайшем будущем их качество станет еще лучше!», — пояснила Людмила Березникова, сотрудник лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ.
Используя обученную графовую нейронную сеть, после скрининга базы данных Materials Project ученые обнаружили два новых материала с высокими значениями двупреломления в области глубокого ультрафиолета: NaYCO3F2 и SClO2F. Найденный материалы имеют Δn = 0,202 и Δn = 0,101 при длине волны равной 1064 нм. Анализ показал, что высокий показатель преломления в NaYCO3F2 обусловлен расположением планарных структурных элементов [CO3]. В случае SClO2F основной вклад в величину Δn дают анизотропные связи S–Cl.
В данной работе впервые продемонстрирована возможность одновременного использования графовой нейронной сети в сочетании с критерием D-оптимальности для точного прогнозирования Δn и поиска новых оптических материалов. Предположительно разработанную модель можно адаптировать для поиска материалов с по другими физическим свойствами, например, твердостью или теплопроводностью.
В работе принимали участие ученые из МФТИ, Синьцзянского технического института физики и химии Китайской академии наук и Центра исследований новых технологий XPANCEO (ОАЭ).
Опубликовано при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» № 075-15-2024-571.
Telegram 
Дзен 
VK Одна сторона сыплет более дорогими и сложными баллистическими ракетами, другая — относительно дешевыми крылатыми. Но при этом первая на порядок беднее второй. А что у них с технологическим уровнем для наземной войны, и почему, кстати, глава второй избегает даже самого этого слова? Попробуем разобраться в реальных возможностях военных машин сторон потенциально самого опасного конфликта 2026 года.
Запасы лития в России требуют переоценки и могут оказаться в разы выше, чем считалось до 2025 года. Об этом говорится в исследовании «Состояние ресурсной базы критически важных металлов и элементов для развития современных технологий», подготовленном учеными РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.
Шимпанзе безошибочно отличили кристаллы от обычных камней и подолгу изучали их оптические свойства. Биологи связали это поведение с археологической загадкой коллекционирования кварца древними гоминидами. Тяга к строгим формам и прозрачности оказалась древним эволюционным признаком, который предшествовал появлению абстрактного мышления.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно