System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种二维压电材料设计方法、装置和计算机设备制造方法及图纸_技高网

一种二维压电材料设计方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

技术编号:43895164 阅读:10 留言:0更新日期:2025-01-03 13:08
本申请适用于二维材料技术,提供了一种二维压电材料设计方法、装置和计算机设备,该方法包括:建立缺陷结构数据库,该缺陷结构数据库至少包括二维压电材料缺陷结构特征与等效压电系数的对应关系;将目标压电系数输入预训练的二维压电材料设计模型,得到目标结构特征,所述目标结构特征对应的二维压电材料满足所述目标压电系数;所述目标结构特征至少包括缺陷结构的分布位置和形状特点,所述二维压电材料设计模型基于所述缺陷结构数据库训练得到。通过引入缺陷结构可编译的思路,扩宽了二维压电材料的材料选择范围,提高了二维压电材料的压电性能可设计性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及二维材料,具体涉及一种二维压电材料设计方法、装置和计算机设备


技术介绍

1、二维压电材料由于其超薄的结构特点及良好的力电性能,使得其可以与半导体工艺及常规电子技术集成,并且在微纳米电机结构中拥有着广泛的应用前景。传统设计方法中,二维压电材料通常选择非中心对称结构,一方面使得材料种类选择方面的多样性大打折扣,另一方面其力电性能不具备可调节性,环境适应能力较低。在传统方法的基础上,学者们又提出通过缺陷与掺杂的方法破坏二维材料的中心对称性,以拓宽材料的选择范围。但这种方法对于材料性能的改变具有较大的随机性,可设计性较低。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例提供一种二维压电材料设计方法、装置和计算机设备,通过引入缺陷结构可编译的思路,扩宽了二维压电材料的材料选择范围,提高了二维压电材料的压电性能可设计性。

2、本申请实施例提供的技术方案如下:

3、根据本申请第一方面的实施例,提出一种二维压电材料设计方法,包括:

4、建立缺陷结构数据库,该缺陷结构数据库至少包括二维压电材料缺陷结构特征与等效压电系数的对应关系;

5、将目标压电系数输入预训练的二维压电材料设计模型,得到目标结构特征,所述目标结构特征对应的二维压电材料满足所述目标压电系数;所述目标结构特征至少包括缺陷结构的分布位置和形状特点,所述二维压电材料设计模型基于所述缺陷结构数据库训练得到。

6、在第一方面一种可能的实现方式中,缺陷结构数据库通过如下方法建立:</p>

7、通过设置缺陷结构的形状及分布位置构造多个二维压电材料模型;

8、对每个二维压电材料模型进行区域划分,根据划分出的每个区域内是否存在缺陷结构以及缺陷结构的形状特点,生成用于表示每个区域缺陷结构情况的二维数字矩阵;

9、计算所述二维压电材料模型中每个缺陷结构的等效压电系数;

10、根据所述二维数字矩阵及等效压电系数确定缺陷结构特征与等效压电系数的对应关系,将该对应关系存入预建立的缺陷结构数据库。

11、具体地,生成用于表示每个区域缺陷结构情况的二维数字矩阵,包括:

12、对于划分出的每个区域,若该区域不存在缺陷结构则编号为0,若该区域存在缺陷结构则编号为1;对于编号为1的区域,进一步根据缺陷结构的特点进行编号调整。

13、在第一方面一种可能的实现方式中,二维压电材料设计模型包括生成器和判别器;

14、所述生成器用于根据所述目标压电系数生成中间结构特征,所述判别器用于判断所述生成器生成的中间结构特征对应的二维压电材料是否满足所述目标压电系数,并在满足所述目标压电系数的情况下,将该中间结构特征作为目标结构特征。

15、在第一方面一种可能的实现方式中,该方法还包括:根据所述目标结构特征进行分子动力学模拟,根据模拟结果判断目标结构特征对应的二维压电材料的压电系数是否满足目标压电系数。

16、具体地,目标结构特征为目标结构灰度图;所述根据所述目标结构特征进行分子动力学模拟,包括:

17、读取所述目标结构灰度图的轮廓几何特征,得到结构特征矩阵;

18、根据所述结构特征矩阵构建分子模型,通过该分子模型进行分子动力学模拟。

19、更具体地,所述二维压电材料设计模型还包括回归器;所述回归器用于接收输入的结构灰度图,并输出该结构灰度图的等效压电系数。

20、根据本申请第二方面的实施例,提出一种二维压电材料设计装置,包括:

21、数据库建立模块,用于建立缺陷结构数据库,该缺陷结构数据库至少包括二维压电材料缺陷结构特征与等效压电系数的对应关系;

22、设计模块,用于将目标压电系数输入预训练的二维压电材料设计模型,得到目标结构特征,所述目标结构特征对应的二维压电材料满足所述目标压电系数;所述目标结构特征至少包括缺陷结构的分布位置和形状特点,所述二维压电材料设计模型基于缺陷结构数据库训练得到。

23、根据本申请第三方面的实施例,提出一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的方法。

24、根据本申请第四方面的实施例,提出一种计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机设备上运行时,使得计算机设备执行如第一方面所述的方法。

25、由以上方案可见,本申请提供的二维压电材料设计方法,通过建立关于结构特征与等效压电系数的数据库,并基于此数据库,训练出可依据指定压电系数自行设计二维压电材料结构的模型,从而实现二维压电材料的自动设计。本申请提供的设计方法一方面不再局限于非中心对称材料,扩宽了材料的选择范围;另一方面引入缺陷结构可编译的思路,通过精确到具体缺陷结构的设计获取满足目标压电系数的二维压电材料,实现了二维压电材料的可编译性,提高了二维压电材料的压电性能可设计性。

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【技术保护点】

1.一种二维压电材料设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述缺陷结构数据库通过如下方法建立:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述生成用于表示每个区域缺陷结构情况的二维数字矩阵,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二维压电材料设计模型包括生成器和判别器;

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述目标结构特征为目标结构灰度图;所述根据所述目标结构特征进行分子动力学模拟,包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述二维压电材料设计模型还包括回归器;

8.一种二维压电材料设计装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,当计算机程序产品在计算机设备上运行时,使得计算机设备执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种二维压电材料设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述缺陷结构数据库通过如下方法建立:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述生成用于表示每个区域缺陷结构情况的二维数字矩阵,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二维压电材料设计模型包括生成器和判别器;

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述目标结构特征为目标结构灰度图;所述根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张进王哲鹏
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院
类型:发明
国别省市:

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