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光电半导体材料的理论设计

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光电半导体作为一种可以将光能和电能相互转换的材料,近几十年来,在能源和电子信息等领域得到广泛应用.随着计算机算力的提升和理论算法的发展,理论设计方法可以在短时间内探索成百上千种材料,相比于采用试错法的实验方式,具有开发周期短且成本低等特点,逐渐成为新材料研发的关键步骤.通过将物理原则与高通量计算、智能优化算法和机器学习等理论设计策略相结合,可以准确高效地探索性能优异的光电半导体材料.本文概述了光电半导体材料的设计策略和研究进展.首先,介绍基于第一性原理计算光电性质的方法,并分析相关物理性质的成因及其在光电半导体设计方面的意义;然后,结合具体的研究成果对高通量材料筛选、物理原则导向的材料设计、基于智能算法的材料搜索和基于机器学习方法的材料发现等不同的光电半导体设计策略进行概述,为该领域的理论设计方向提供指导原则;最后,对光电半导体设计方面的工作进行总结,并对该领域未来的发展进行展望.
Theoretical design of optoelectronic semiconductors

optoelectronic semiconductorstheoretical design strategieshigh-throughput screeningintelligent optimization algorithmsmachine learning

李木琛、王新江、颉家豪、王啸宇、邹洪帅、杨晓雨、张立军

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吉林大学材料科学与工程学院,集成光电子国家重点实验室,汽车材料教育部重点实验室,计算方法与软件国际中心,长春130012

光电半导体 理论设计策略 高通量筛选 智能优化算法 机器学习

国家杰出青年科学基金

62125402

2023

10.1360/TB-2022-1217

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2023.68(17)
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