近日,西北大学信息科学与技术学院张志勇教授团队与新加坡南洋理工大学刘政教授团队、西北工业大学干学文教授团队合作,在顶级学术期刊Journal of the AmericanChemical Society (简称JACS)上发表重要学术论文,并被选为封面文章,论文题目为:“Machine Learning DrivenSynthesis of Few-Layered WTe2 with GeometricaControl”。论文第一作者为我院许曼章博士和新加坡南洋理工大学汤碧珺博士,我校为第一完成单位,这是我院师生首次以第一作者、第一单位在 JACS 杂志上发表研究性论文。JACS 杂志最新影响因子 15.419,为 Nature Index 期刊。
在这项工作中实现了机器学习指导低维 WTe,材料的空间限域 CVD 法可控制备。机器学习模型 XGBoost 的 ROC曲线下面积(AUROC)高达 0.93,确保基于此模型后续分析的有效性。基于机器学习的结论,确定了 WTe2 材料制备的参数范围,并成功的制备出了 WTez纳米带( NRS),验证了模型的准确性。机器学习的结果表明:氢气流速是控制能否合成 WTe₂ NRS 重要的参数,而反应源的比例(Rrem)主导了低维 WTe,的形态。通过实验验证了反应源的比例( RTew与 WTe,几何结构之前的强关联性,进一步验证了模型的准确性。此外 ,团队提出了 1D WTez NRs 的生长演化机制( 1DWTe, NRS 是 2D WTe,被 H,刻蚀后二次生长所形成 ),并进一步通过实验和理论计算相结合的方式加以证实。该工作将机器学习和材料及化学实验相结合,将会加速和促进 2D材料家族衍生出多样化新型纳米结构,为低维材料的研究开辟了新的思路,同时也将推动计算机科学与材料学、化学的交叉与融合。
许曼章
西北大学2015级博士研究生,师从张志勇教授,现为西北工业大学柔性电子研究院博士后,从事低维电子材料与器件领域的研究工作。
攻读博士期间分别前往新加坡南洋理工大学、西北工业大学进行为期两年的学术交流,先后主持校级研究生自主创新重点项目和优博培育项目,目前已获得国家发明专利授权10余项,在JACS、Nature Communications、ACS Applied Materials & Interfaces等期刊上发表学术论文40余篇(其中ESI高被引论文1篇),连续两年获得博士研究生国家奖学金,获校级优秀研究生学位论文、西北大学优秀毕业生、西北大学优秀学生紫藤奖等多项荣誉。
张志勇
西北大学信息学院教授,主要从事宽禁带半导体材料与器件、纳米功能电子材料与器件领域的研究工作。
主持和参与国家、省部级项目二十余项;发表学术论文260余篇(SCI索引100余篇),获国家发明专利授权23项,出版教材4部;主持国家级、省级教改项目6项;获教学、科研奖励国家级1项、省部级3项。