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Statistics in enabling 2D materials: Optimization, predictive modelling, and data-driven discovery

delete2025-07-29
delete0
delete
OA
AI
J
Johnson Kehinde Abifarin *
Y
Yuerui Lu
DOI:10.1016/j.mtphys.2025.101814delete
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摘要

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二维(2D)材料的快速发展已经革新了储能、电子学、催化和传感等领域的应用。然而,合成和性能调控中的传统试错方法往往导致结果不一致、重现性低和性能欠佳。为解决这些挑战,统计试验设计(DOE)和机器学习(ML)、人工智能(AI)辅助优化已作为强大工具出现,用于系统地关联合成参数与材料性能,实现预测建模和过程控制。本综述探讨了将统计方法(如田口方法、响应面法(RSM)和主成分分析(PCA))集成到优化合成路线和工程化二维材料理想性能中的应用。它深入分析了应用于水热合成、化学气相沉积(CVD)、电化学剥离和插层研究中的统计方法,将加工条件与晶粒尺寸、层间距、缺陷和比表面积相联系。此外,还讨论了统计建模与AI驱动的材料信息学的协同作用,突显其在加速下一代功能二维材料发现中的潜力。通过弥合实验设计与计算优化之间的差距,本综述强调了数据驱动方法在提升二维材料研究中重现性、效率和规模可扩展性的变革性影响。
Keyword:
2D materials
Statistics
Artificial Intelligence (AI)
Machine learning (ML)
Design of Experiment (DOE)
Optimization
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Materials Today Physics
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9.7
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2.0K
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