論文の概要: A Generative Diffusion Model for Amorphous Materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05024v1
- Date: Mon, 07 Jul 2025 14:08:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.451424
- Title: A Generative Diffusion Model for Amorphous Materials
- Title(参考訳): アモルファス材料の生成拡散モデル
- Authors: Kai Yang, Daniel Schwalbe-Koda,
- Abstract要約: 従来のシミュレーションの1000倍の速度でアモルファス構造を確実に生成する拡散モデルを提案する。
条件生成により、10$-2$ K/psの低い冷却速度で大型構造物をサンプリングし、延性-脆性遷移とメソポーラスシリカ構造を明らかにすることができた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.007205804138591
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Generative models show great promise for the inverse design of molecules and inorganic crystals, but remain largely ineffective within more complex structures such as amorphous materials. Here, we present a diffusion model that reliably generates amorphous structures up to 1000 times faster than conventional simulations across processing conditions, compositions, and data sources. Generated structures recovered the short- and medium-range order, sampling diversity, and macroscopic properties of silica glass, as validated by simulations and an information-theoretical strategy. Conditional generation allowed sampling large structures at low cooling rates of 10$^{-2}$ K/ps to uncover a ductile-to-brittle transition and mesoporous silica structures. Extension to metallic glassy systems accurately reproduced local structures and properties from both computational and experimental datasets, demonstrating how synthetic data can be generated from characterization results. Our methods provide a roadmap for the design and simulation of amorphous materials previously inaccessible to computational methods.
- Abstract(参考訳): 生成モデルは、分子や無機結晶の逆設計を大いに約束するが、アモルファス材料のようなより複雑な構造の中ではほとんど効果がない。
本稿では,アモルファス構造を従来の処理条件,合成,データソースの1000倍高速に生成する拡散モデルを提案する。
シリカガラスの短距離および中距離秩序, サンプリング多様性, マクロ特性をシミュレーションおよび情報理論的戦略により検証した。
条件生成により、10$^{-2}$ K/psの低い冷却速度で大きな構造をサンプリングし、延性-脆性遷移とメソポーラスシリカ構造を明らかにすることができた。
金属ガラスシステムへの拡張は、計算と実験の両方のデータセットから局所構造と特性を正確に再現し、特徴付け結果から合成データが生成できることを実証した。
本手法は,非晶質材料の設計とシミュレーションのロードマップを提供する。
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