Pmn2 1 -BAlNP第一性原理与机器学习研究

发布时间：2023-05-13 15:18

　　化合物的晶体结构决定其性质,因此,搭建晶体结构-性能关系的数学模型是材料研究中的一个重要的问题。一般情况下,处理这个问题有两种基本的方法:第一原理计算方法和机器学习方法。第一性原理方法和机器学习方法相互渗透,本文利用机器学习方法时需要的一些参数来自于第一性原理计算的初步结果。Ⅲ-V族化合物半导体具有极高的热导率、低介电常数、低密度、高熔点、体积模量大、硬度好、耐蚀性好、带隙宽等独特的物理特性。本研究应用基于第一性原理的CASTEP程序和机器学习算法研究了正交BAlNP(标记为Pmn2₁-B_x Al_1-xN_yP_1-y)晶体化合物。利用CASTEP程序对Pmn2₁-B_xAl_1-xN_yP_1-y的几种典型结构分别进行了机械稳定性判断、热力学稳定性判断及晶格动力学稳定性判断,结果表明所有结构都是稳定存在的。论文还以Pmn2₁-B_1-x-...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 新型正交BAlNP介绍
    1.2 第一性原理在材料计算的应用发展历史
    1.3 数学建模在材料计算的应用发展历史
    1.4 本文的研究内容和意义
第二章 基本理论与方法
    2.1 第一性原理计算介绍
        2.1.1 薛定谔方程
        2.1.2 第一性原理计算简介
        2.1.3 密度泛函理论
        2.1.4 CASTEP介绍
    2.2 机器学习算法介绍
        2.2.1 多元线性回归
        2.2.2 GBDT算法原理
        2.2.3 Xgboost算法原理
        2.2.4 scikit-learn介绍
    2.3 本章小结
第三章 新型正交BAlNP稳定性研究
    3.1 CASTEP参数设置
    3.2 结构优化与分析
    3.3 结构的稳定性分析
    3.4 热力学特性分析
    3.5 本章小结
第四章 BAlNP晶格常数和机械特性机器学习建模
    4.1 机器学习工具简介
    4.2 BAlNP的晶格常数预测
    4.3 BAlNP的机械特性预测
        4.3.1 数据收集
        4.3.2 特征工程
        4.3.3 体积模量B机器学习建模
        4.3.4 剪切模量G机器学习建模
    4.4 本章小结
第五章 BAlNP的机械、光电特性分析
    5.1 特性计算参数设置
    5.2 BAlNP的机械特性分析
    5.3 BAlNP的能带、态密度及成键分析
    5.4 BAlNP光学特性及其应用
    5.5 Pmn2₁-BAlNP与其它相BAlNP对比分析
        5.5.1 Pmn2₁-AlN与其它相AlN对比分析
        5.5.2 Pmn2₁-AlP与其它相AlP对比分析
    5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3816081