通过人工智能可视化晶体固体中的缺陷的过程

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导读 晶体无处不在:例如,大多数金属都是晶体。以其原子的几乎完美的组织而闻名,晶体始终包含缺陷,这些缺陷被称为缺陷。结晶固体中缺陷的浓度

晶体无处不在:例如,大多数金属都是晶体。以其原子的几乎完美的组织而闻名,晶体始终包含缺陷,这些缺陷被称为缺陷。结晶固体中缺陷的浓度和形态直接影响材料的性能。因此,提高对晶体缺陷及其发展的认识将使人们更容易预测材料随时间变化的方式。理解这些变化对于确保在恶劣环境条件下(例如辐射)确保设施的最佳设计尤为关键。

在现代材料科学中,研究人员使用超大型计算机模拟来模拟结晶固体中缺陷的发生和演变。但是,生成的巨大数据流使分析数值模拟实验成为一个极其复杂的过程。CEA的研究人员的工作成果最近发表在《自然通讯》上,他们提出了一种新颖的方法,可以普遍应用于克服这一困难。这种新方法是可应用于具有晶体结构的所有材料的第一种方法。提供缺陷及其原子环境的连续可视化,这有助于描述复杂的物理过程,例如在辐射下的缺陷迁移。

来自CEA核能分部和军事应用分部的研究人员利用人工智能方法开发了一种算法,该算法描述了由材料缺陷引起的局部原子环境的畸变。该畸变分数有助于自动进行缺陷定位,并使缺陷的“分层”描述可用于区分晶体结构内畸变程度不同的区域。

这项研究的结果为整个材料科学界的未来发展提供了许多令人兴奋的可能性。这些仿真工具可用于自动分析巨大的数据集,例如那些由于原子探针层析成像,透射电子显微镜和同步加速器辐射等实验技术而产生的数据集,这些方法已经用于探测物质的奥秘。这些发展也可以应用于其他领域,例如化学,生物学和医学,以检测癌症的细胞缺陷特征。

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