【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】紅外光電功能材料廣泛應(yīng)用于激光器、光電探測、紅外成像等領(lǐng)域，是現(xiàn)代光電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)。目前，新型紅外光電功能材料的研發(fā)主要依賴于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)法，這一策略在廣闊的化學(xué)空間中效率低下，因?yàn)橹挥猩贁?shù)材料能夠同時(shí)滿足寬帶隙、高激光損傷閾值與強(qiáng)倍頻響應(yīng)等多重性能指標(biāo)的平衡。因此，如何突破現(xiàn)有研究方法的局限，建立高效精準(zhǔn)的材料設(shè)計(jì)新范式，從而發(fā)現(xiàn)綜合性能優(yōu)異的新型紅外功能材料，已成為當(dāng)前該領(lǐng)域亟需突破的挑戰(zhàn)。
 

　　近期，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所晶體材料研究中心科研人員在機(jī)器學(xué)習(xí)輔助紅外功能材料設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)方面取得了重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)協(xié)同框架，融合可解釋性機(jī)器學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)了紅外功能材料的靶向合成。通過對(duì)模型可解釋性的深入分析，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步推導(dǎo)出硫?qū)倩衔矬w系中的關(guān)鍵先驗(yàn)領(lǐng)域知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，研究人員利用開發(fā)的性能預(yù)測器，高效指導(dǎo)了新材料的實(shí)驗(yàn)篩選與合成工作，最終成功獲得了硒代硼酸鹽鹵化物家族ABa3(BSe3)2X (A = Rb,Cs；X = Cl,Br,I)。該系列化合物展現(xiàn)出優(yōu)異且平衡的性能，包括寬帶隙、較大的倍頻效應(yīng)、適中的雙折射以及高激光損傷閾值，顯示出其作為高性能紅外功能材料的廣闊應(yīng)用前景。結(jié)構(gòu)–性能關(guān)系分析表明，[BSe3]是材料優(yōu)異光學(xué)性能的關(guān)鍵來源，具有極大的潛力作為探索新型高性能紅外功能材料的重要活性單元。本研究突破了傳統(tǒng)試錯(cuò)式材料探索的局限，為未來基于人工智能的功能晶體材料設(shè)計(jì)開辟了新路徑，推動(dòng)了材料科學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的深度交叉融合。
 

　　相關(guān)研究成果以“Synergistic Machine Learning Guided Discovery of ABa3(BSe3)2X (A = Rb,Cs;X = Cl,Br,I):A Promising Family as Property-Balanced IR Functional Materials”為題發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)，新疆理化所是唯一通訊單位，晶體材料研究中心潘世烈研究員和李廣卯副研究員為通訊作者，博士研究生云藝涵為第一作者。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、新疆維吾爾自治區(qū)、中國科學(xué)院等項(xiàng)目的資助。