佐治亞理工&都柏林大學(xué)Small Methods: 機器學(xué)習(xí)分析缺陷豐富的PZT薄膜中復(fù)雜納米級機電行為 2023年10月15日 下午12:10 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 12 在掃描探針顯微鏡(SPM)技術(shù)中,壓電響應(yīng)力顯微鏡 (PFM) 是探索鐵電材料極化切換的高效工具。目前,基于機器學(xué)習(xí)(ML)的 PFM數(shù)據(jù)分析通常僅限于具有特殊機電耦合的材料,通常是塊狀或薄膜單晶。鑒于新興鐵電材料的機電性能較弱,建立可廣泛使用的分析方法至關(guān)重要。 在此,美國佐治亞理工學(xué)院Nazanin Bassiri-Gharb、愛爾蘭都柏林大學(xué)Brian J. Rodriguez等人結(jié)合使用電子顯微鏡、原子力顯微鏡以及帶激發(fā)壓電光譜與ML 分析,來表征脈沖熱處理的富含缺陷(納米級晶粒尺寸、孔隙率和第二相)的Pb(Zr,Ti)O3(PZT)薄膜樣品的微觀結(jié)構(gòu)和功能特性。 由于樣本的缺陷性質(zhì),預(yù)計會有大量異常值。因此,在ML分析之前,需要進行適當?shù)臄?shù)據(jù)預(yù)處理以及高信息密度和場內(nèi)外壓電響應(yīng)、場外接觸共振頻率的高維度疊加,這樣能夠區(qū)分鐵電開關(guān)和非鐵電滯后對納米級機電響應(yīng)的貢獻。 圖1. K均值聚類算法識別的四個貢獻 結(jié)果表明,K均值聚類算法識別出對觀察到響應(yīng)的四個明顯貢獻,而字典學(xué)習(xí)(DL)確定了三個貢獻。作者發(fā)現(xiàn)由K均值聚類算法識別的第四個貢獻是其他貢獻的混合(由K均值聚類和DL方法識別),證明了 : 1) 異常值去除; 2) 最大化信息密度; ?3)選擇ML方法的重要性,其可以在單個探測點內(nèi)容納多個貢獻。 在機電響應(yīng)的三個主要貢獻中,兩個分別歸因于鐵電和非鐵電(靜電)現(xiàn)象,而第三個歸因于兩個或多個非鐵電現(xiàn)象的局部重疊。這項工作為增強和穩(wěn)健識別富含缺陷的鐵電體或具有弱壓電貢獻的材料(有機-無機鈣鈦礦、螢石和二維鐵電體)中的壓電響應(yīng)和滯后行為提供了藍圖。 圖2. DL算法識別的三個貢獻 Maximizing Information: A Machine Learning Approach for Analysis of Complex Nanoscale Electromechanical Behavior in Defect-Rich PZT Films, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100552 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://m.zzhhcy.com/index.php/2023/10/15/0839686dc5/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 厲害了!MIT利用大數(shù)據(jù)機器學(xué)習(xí)快速準確預(yù)測電池衰減 2023年11月24日 臺灣大學(xué)JACS:原子催化劑構(gòu)型的可逆調(diào)整,實現(xiàn)高效氧電還原 2023年12月25日 桃李滿天下!培育「杰青/優(yōu)青/長江」超15人!他,北航「國家杰青/長江特聘」,發(fā)表Angew! 2024年12月19日 ?蘇大ACS Nano:光熱轉(zhuǎn)換效率超高!Ru/Mo2TiC2實現(xiàn)高效光熱催化WGS 2023年10月14日 唯一通訊單位!211院長、「國家杰青」!再發(fā)Angew! 2024年5月29日 莫納什大學(xué)Nat. Commun.:葡萄糖作粘結(jié)劑,顯著提升鋰硫電池性能! 2023年10月24日