绝缘体

npj机器学习界面热阻的预测

发布时间:2022/10/25 10:03:44   
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在两种不同材料的界面上作热传输是微/纳电子、光子和声子器件中的关键问题。影响两种材料之间的界面热阻(ITR)的因素种类较多,使得ITR预测成为一个高维数学问题,因而有必要探索使用机器学习来经济有效地加以解决。

来自日本物质材料研究所的华人科学家徐一斌女士领导的团队,通过进一步考虑基于化学、物理和材料特性的界面条件,使用机器学习对界面热阻作了精确的预测,其预测结果的相关系数R高达0.96。他们将描述符分为三种符集:性能描述符、化合物描述符和过程描述符。在80,种材料体系中,界面热阻预测准确度最高的前名中,三种模型中至少有两个模型重复预测了25种材料体系的结果。25种材料体系有两个主要组:Bi/氧化物和AsI3/碲化物或碘化物。其中,Bi/Si实现了0.16Wm1K1的超低导热率。所预测的高界面热阻材料,被证明是绝热或热电应用的潜在候选者。通过限制新材料的搜索空间,如高温环境的高熔点,界面热阻预测模型还可扩展到更具体的热需求。该策略可以加速热利用的新材料开发。

该文近期发表于npjComputationalMaterials5:56(),英文标题与摘要如下,点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。

Predictinginterfacialthermalresistancebymachinelearning

Yen-JuWu,LeiFangYibinXu

Variousfactorsaffecttheinterfacialthermalresistance(ITR)betweentwomaterials,makingITRpredictionahigh-dimensionalmathematicalproblem.Machinelearningisacost-effectivemethodtoaddressthis.Here,wereportITRpredictivemodelsbasedonexperimentaldata.Thephysical,chemical,andmaterialpropertiesofITRarecategorizedintothreesetsofdescriptors,andthreealgorithmsareusedforthemodels.hosedescriptorsassistthemodelsinreducingthemismatchbetweenpredictedandexperimentalvaluesandreachinghighpredictiveperformanceof96%.Over80,materialsystems

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