Powder X-ray diffraction (XRD) is a foundational technique for characterizing crystalline materials. However, the reliable interpretation of XRD patterns, particularly in multiphase systems, remains a manual and expertise-demanding task. As a characterization method that only provides structural information, multiple reference phases can often be fit to a single pattern, leading to potential misinterpretation when alternative solutions are overlooked. To ease humans' efforts and address the challenge, we introduce Dara (Data-driven Automated Rietveld Analysis), a framework designed to automate the robust identification and refinement of multiple phases from powder XRD data. Dara performs an exhaustive tree search over all plausible phase combinations within a given chemical space and validates each hypothesis using a robust Rietveld refinement routine (BGMN). Key features include structural database filtering, automatic clustering of isostructural phases during tree expansion, peak-matching-based scoring to identify promising phases for refinement. When ambiguity exists, Dara generates multiple hypothesis which can then be decided between by human experts or with further characteriztion tools. By enhancing the reliability and accuracy of phase identification, Dara enables scalable analysis of realistic complex XRD patterns and provides a foundation for integration into multimodal characterization workflows, moving toward fully self-driving materials discovery.


翻译:粉末X射线衍射(XRD)是表征晶体材料的基础技术。然而,XRD图谱的可靠解析,尤其是在多相体系中,仍是一项依赖人工且需要专业知识的任务。作为一种仅提供结构信息的表征方法,单个衍射图谱常可匹配多个参考物相,当忽略替代性解决方案时可能导致误判。为减轻人工负担并应对这一挑战,我们提出了Dara(数据驱动的自动Rietveld分析框架),该框架旨在实现粉末XRD数据中多物相的鲁棒性自动识别与精修。Dara在给定化学空间内对所有可能的物相组合进行穷举树搜索,并通过鲁棒的Rietveld精修程序(BGMN)验证每个假设。其核心功能包括:结构数据库过滤、树扩展过程中同构物相的自动聚类、基于峰匹配的评分机制以筛选适合精修的潜力物相。当存在歧义时,Dara会生成多个假设,供领域专家或借助进一步表征工具进行决策。通过提升物相识别的可靠性与准确性,Dara实现了对实际复杂XRD图谱的可扩展分析,并为融入多模态表征工作流程奠定了基础,推动材料发现向全自动化方向迈进。

0
下载
关闭预览

相关内容

Automator是苹果公司为他们的Mac OS X系统开发的一款软件。 只要通过点击拖拽鼠标等操作就可以将一系列动作组合成一个工作流,从而帮助你自动的(可重复的)完成一些复杂的工作。Automator还能横跨很多不同种类的程序,包括:查找器、Safari网络浏览器、iCal、地址簿或者其他的一些程序。它还能和一些第三方的程序一起工作,如微软的Office、Adobe公司的Photoshop或者Pixelmator等。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员