論文の概要: AI-accelerated Discovery of Altermagnetic Materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.04418v3
- Date: Tue, 23 Jul 2024 05:50:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-24 23:23:10.477800
- Title: AI-accelerated Discovery of Altermagnetic Materials
- Title（参考訳）: AIによるAltermagnetic Materialsの発見
- Authors: Ze-Feng Gao, Shuai Qu, Bocheng Zeng, Yang Liu, Ji-Rong Wen, Hao Sun, Peng-Jie Guo, Zhong-Yi Lu,
- Abstract要約: 新たな磁気相であるオルテルマグネティズムは、強磁性と反強磁性とを区別して理論的に提案され、実験的に検証されている。
本稿では,AI検索エンジンによる自動発見手法を提案する。
金属、半導体、絶縁体をカバーする新しい50の磁気材料を発見しました。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.261668305411845
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Altermagnetism, a new magnetic phase, has been theoretically proposed and experimentally verified to be distinct from ferromagnetism and antiferromagnetism. Although altermagnets have been found to possess many exotic physical properties, the limited availability of known altermagnetic materials hinders the study of such properties. Hence, discovering more types of altermagnetic materials with different properties is crucial for a comprehensive understanding of altermagnetism and thus facilitating new applications in the next generation information technologies, e.g., storage devices and high-sensitivity sensors. Since each altermagnetic material has a unique crystal structure, we propose an automated discovery approach empowered by an AI search engine that employs a pre-trained graph neural network to learn the intrinsic features of the material crystal structure, followed by fine-tuning a classifier with limited positive samples to predict the altermagnetism probability of a given material candidate. Finally, we successfully discovered 50 new altermagnetic materials that cover metals, semiconductors, and insulators confirmed by the first-principles electronic structure calculations. The wide range of electronic structural characteristics reveals that various novel physical properties manifest in these newly discovered altermagnetic materials, e.g., anomalous Hall effect, anomalous Kerr effect, and topological property. Noteworthy, we discovered 4 $i$-wave altermagnetic materials for the first time. Overall, the AI search engine performs much better than human experts and suggests a set of new altermagnetic materials with unique properties, outlining its potential for accelerated discovery of the materials with targeted properties.
- Abstract（参考訳）: 新たな磁気相であるオルテルマグネティズムは、強磁性と反強磁性とを区別して理論的に提案され、実験的に検証されている。
反磁性体は、多くのエキゾチックな物理的性質を持つことが知られているが、既知の反磁性体の可用性は、そのような性質の研究を妨げる。
したがって、異なる性質を持つ多くの種類の磁気異磁性物質を発見することは、磁気異磁性の包括的理解に不可欠であり、次世代情報技術、例えば、記憶装置、高感度センサーにおける新しい応用を促進する。
それぞれに独自の結晶構造があるため,事前に学習したグラフニューラルネットワークを用いて材料結晶構造の本質的特徴を学習するAIサーチエンジンによる自動発見手法を提案し,その後,限られた正のサンプルを持つ分類器を微調整して,材料候補の磁化確率を予測する。
最後に, 第一原理電子構造計算によって確認された金属, 半導体, 絶縁体を包含する50種類の新しい反磁性材料を発見した。
電子構造特性の幅は広いが, 新たに発見された反磁性材料には, 異常ホール効果, 異常カー効果, 位相特性など, 様々な新しい物性が現れる。
特筆すべきは、初めて4$iの反磁性材料を発見したことです。
全体として、AI検索エンジンは人間の専門家よりもはるかに優れたパフォーマンスを示し、独特な特性を持つ新しい反磁性材料のセットを提案する。
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