22–26 Jun 2026
HEPS高能同步辐射光源
Asia/Shanghai timezone

基于物理知识引导与机器学习的智能化ARPES能带解析

25 Jun 2026, 14:30
15m
中环102报告厅 (HEPS高能同步辐射光源)

中环102报告厅

HEPS高能同步辐射光源

北京市怀柔区
数据处理与科学计算 数据处理与科学计算

Speaker

Dr 力源 伍

Description

第四代同步辐射光源的问世将催生海量高维角分辨光电子能谱数据,使得手动提取能带色散关系成为电子结构分析中的主要瓶颈。尽管深度学习技术为实现自动化提供了可能,但其“黑箱”特性及对大规模标记训练数据的严重依赖,往往限制了其在数据稀缺场景下的可解释性与适用性。为此,本文提出一种基于马尔可夫随机场(MRF)的鲁棒且可扩展的物理信息融合框架,用于电子能带结构的自动化重构。该方法通过衔接理想密度泛函理论(DFT)先验知识与含噪实验观测,构建了一条兼顾物理一致性与计算效率的多阶段处理流程。核心方法学创新包括:1)双路径校准模块,利用二阶导数谱图实现精确的动量对齐与自动化的能量偏移优化,确保了理论与实验的稳健耦合;2)基于k-d树的正则化策略,有效抑制实验噪声并消除了传统图像处理中常见的边界伪影。我们在Kagome金属RbTi₃Bi₅及Au(111)表面上验证了该框架。结果表明,该模型能从复杂的光谱中成功解析出包括高速狄拉克锥、微弱的II型狄拉克点及平带在内的复杂电子特征。与纯粹的数据驱动模型不同,这一基于MRF的推理引擎具有高度的物理可解释性,且在小样本条件下依然保持高效。该可靠流程为高通量分析奠定了基础,并为下一代同步辐射光源实现“自驱动”ARPES实验铺平了道路。

Primary author

Presentation materials

There are no materials yet.