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MATERIALS DISCOVERY ENGINE / 03 / MATTER

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Quali materiali meritano ulteriori studi per realizzare celle solari? Il motore confronta le proprietà già calcolate dai ricercatori, applica criteri di selezione dichiarati e restituisce un elenco di candidati, ciascuno collegato ai dati di partenza.

Computational Exploration of Materials and Their Properties

Dai database ai materiali da studiare.

  • Confronta proprietà già calcolate dai ricercatori.
  • Seleziona i candidati secondo criteri modificabili.
  • Mostra come cambia la selezione quando cambiano i criteri.

In praticaPuoi restringere l’elenco ai materiali con le proprietà richieste per un primo studio sulle celle solari. È una selezione di candidati, da verificare con ulteriori studi.

Scena generata con IA: una persona ispeziona un wafer fotovoltaico in un laboratorio.
Scena generata con IA
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CRYSTAL LATTICE / SCHEMATIC

Problema, contributo e mercato

Problema affrontato
In una banca dati di migliaia di cristalli, la lista dei candidati fotovoltaici può cambiare molto al variare delle soglie, dei criteri di ordinamento e dei dati mancanti.
Contributo rispetto allo stato dell’arte
JARVIS-DFT fornisce proprietà calcolate e lo screening a soglie è una pratica consolidata. MDE conserva la versione della fonte e rende confrontabili tre ordinamenti e dodici condizioni di screening, evidenziando la robustezza della selezione.
Uso commerciale possibile
Team di R&S fotovoltaica e laboratori a contratto possono usarlo per motivare quali candidati approfondire con nuovi calcoli o prove di laboratorio.
Contesto di mercato
JARVIS offre una base aperta e piattaforme commerciali come Citrine servono la R&S dei materiali. Il possibile ingresso è uno screening fotovoltaico circoscritto e documentabile.

Valore lordo potenziale per cliente, all’anno

4560 € – 13.680 €

12 screening/anno × 4–12 ore risparmiate per attività × 95 €/ora.

Scenario illustrativo da verificare in un pilota, al lordo dei costi di adozione.

RiferimentiNIST · JARVISCitrine · Materials Data Manager

MISSION / HOW IT WORKS

Dai dati ai candidati.

Non basta trovare un valore interessante in un database. MDE normalizza proprietà e unità, distingue metodi di calcolo e informazioni mancanti, confronta criteri e rende verificabile ogni passaggio. La ricerca procede sul tuo computer; il sito pubblica i risultati.

  1. 01Database scientifici
  2. 02Acquisizione verificata
  3. 03Normalizzazione delle proprietà
  4. 04Analisi dei materiali
  5. 05Screening dei candidati
  6. 06Verifica delle fonti
  7. 07Risultati riproducibili

REAL RESEARCH CASE / MDE-001

Un esperimento. 93.902 cristalli reali.

Computational Screening of Photovoltaic Materials. Intero snapshot JARVIS-DFT 3D: non un campione scelto in base ai risultati. Band gap TB-mBJ tra 0,8 e 2,2 eV; energia sopra hull fino a 0,1 eV/atomo; SLME riportato almeno 10%. Il target di ordinamento, 1,5 eV, è il punto medio dell’intervallo esplorativo.

93.902Materiali validi / record acquisiti
2561Candidati per solo band gap · N=93.902
415Candidati gap + hull · N=93.902
415Candidati gap + hull + SLME · N=93.902
Esperimento completato
06/11/2026, 05:33:42 · Europe/Rome
Record validi / invalidi / duplicati
93.902 / 0 / 0
Controlli originali / pagine NIST
6 / 3
Analisi riprodotta offline
SHA256 · 1ae88ce32871d91d0ba9…

NIST JARVIS-DFT · jdft_3d-9-24-2025.json.zip · Figshare v11 · 10.6084/m9.figshare.6815699.v11 ↗

MDE-001

Conclusioni dell’esperimento

Su 93.902 materiali JARVIS, 2.561 rientravano nell’intervallo di banda scelto e 415 soddisfacevano i criteri completi. I 95 candidati presenti in tutte le 12 combinazioni di soglie offrono una base più stabile per decidere quali materiali approfondire. Le prime dieci posizioni cambiavano tra i tre ordinamenti.

Limiti della prova. Il risultato dipende dai dati disponibili e dai filtri scelti. È una selezione computazionale da approfondire con ulteriori calcoli o misure di laboratorio.

OBSERVED DATA / COVERAGE

Prima del ranking, i dati disponibili.

TB-mBJ e optB88vdW rimangono distinti. Il valore mancante non diventa zero. Disponibilità e percentuali si riferiscono ai 93.902 JID validi; le distribuzioni usano solo i valori presenti per il rispettivo metodo.

ProprietàDisponibili / materiali validi
TB-mBJ gap / eV21.559 / 93.902 · 22,959%
optB88vdW gap / eV93.902 / 93.902 · 100%
Formation energy / eV atom⁻¹93.902 / 93.902 · 100%
Energy above hull / eV atom⁻¹93.902 / 93.902 · 100%
Reported SLME / %10.022 / 93.902 · 10,673%
Complete TB-mBJ dielectric diagonals19.834 / 93.902 · 21,122%

TB-mBJ · eV

N=21.559

0–0.813.527
0.8–1.2726
1.2–1.6689
1.6–2.21144
2.2–31360
3–52212
5–101760
10–∞141

optB88vdW · eV

N=93.902

0–0.875.523
0.8–1.22745
1.2–1.62314
1.6–2.23124
2.2–33264
3–55031
5–101882
10–∞19

COMPUTED RESULT / DISCOVERY CANDIDATES

Candidati. Con i loro criteri.

Prime sei posizioni della graduatoria basata sullo SLME riportato nello snapshot fissato. Sono materiali già presenti nel database da approfondire, non nuove scoperte o dispositivi validati. Hull ed energia di formazione sono grandezze distinte.

JARVIS IDFormulaGap TB-mBJ / eVHull / eV atomo⁻¹SLME riportato / %Fonte
JVASP-12913SbI2F61,34033,98NIST ↗
JVASP-3951Rb2PdBr61,343033,97NIST ↗
JVASP-8125NaCuSe1,342033,97NIST ↗
JVASP-7827Rb3Sb1,349033,94NIST ↗
JVASP-19759TbSe1,3480,0233,94NIST ↗
JVASP-102790Cd2TeSe1,362033,93JARVIS-DFT v11 ↗

RESEARCH FINDINGS / SENSITIVITY

Cambia il criterio. Osserva il risultato.

Tre intervalli di band gap × quattro soglie hull: dodici combinazioni, confrontate sullo stesso dataset. 95 materiali rimangono ammessi in tutte. Con i criteri principali, aggiungere SLME mantiene gli stessi 415 candidati di gap + hull ma ne cambia l’ordine.

Intervallo gap / eVHull massimo / eV atom⁻¹Candidati ottici
0.8–2.20216
0.8–2.20.05347
0.8–2.20.1415
0.8–2.20.2521
1–20155
1–20.05243
1–20.1297
1–20.2367
1.2–1.8095
1.2–1.80.05152
1.2–1.80.1189
1.2–1.80.2228

Tre risultati. Un percorso verificabile.

COMPUTED RESULT / MDE-001-F1

Copertura: 21.559 record hanno un gap TB-mBJ; 72.343 ne sono privi. Il filtro di gap seleziona 2.561 JID con denominatore esplicito.

Metodi e denominatori ↗

COMPUTED RESULT / MDE-001-F2

Selezione: il filtro hull esclude 2.146 dei 2.561 candidati preliminari. I 415 rimanenti soddisfano anche la soglia SLME scelta.

Metodi e denominatori ↗

COMPUTED RESULT / MDE-001-F3

Sensibilità: la selezione varia da 95 a 521 candidati nelle dodici combinazioni; l’intersezione completa comprende 95 JID.

Metodi e denominatori ↗

LOCAL WORKSPACE / MDE 0.1.0

Un laboratorio locale. Dati reali.

Overview, Materials Explorer, Property Analysis, Discovery Candidates, Research Results e AI Insights. Filtra e ordina i materiali, apri strutture e proprietà, confronta le soglie ed esporta i risultati. Lo studio rimane disponibile dopo la ricarica.

Screenshot autentico della dashboard locale · studio MDE-001 completato
Screenshot autentico della dashboard locale · studio MDE-001 completato

ARCHITECTURE / REUSE

La stessa base. Una nuova scienza.

Job, cache, provenienza, persistenza e confine locale dell’API riusano il piccolo Shared Research Core. Parsing cristallografico, proprietà fisiche, filtri e ranking appartengono a MDE. Gli algoritmi e le interfacce di ESAE e GEE sono preservati.

Architecture reuse ↗

IA locale, quando la scegli.

Ollama può spiegare il contesto di un candidato e proporre verifiche. Riceve solo evidenze selezionate; numeri e risultati restano costruiti dal software. Le ipotesi sono marcate come non verificate e citano il JID. Il motore funziona interamente anche senza Ollama.

OBSERVED DATACOMPUTED RESULTAI HYPOTHESISNOT VERIFIED

OPEN SOURCE / APACHE 2.0

Codice aperto. Esperimento riproducibile.

MDE 0.1.0 è incluso nella release Research Engines 0.2.0 dello stesso repository. Software originale Apache 2.0; dati NIST JARVIS CC BY 4.0, con attribuzione e modifiche documentate. Nessun database locale o backend di analisi è esposto sul sito.

Sorgente Python · qualificato su Mac mini M1 / Python 3.12 · Windows e Linux non collaudati

SCIENTIFIC SCOPE / NEXT STEPS

Screening computazionale. Ricerca da proseguire.

I valori provengono da calcoli già pubblicati. MDE non esegue nuove simulazioni DFT o esperimenti fisici e non dimostra efficienza sperimentale, sintesi o idoneità industriale. Spettri di assorbimento completi non sono presenti. Nessun confronto indipendente Materials Project è stato eseguito: il connettore non è implementato.

Metodi e denominatori ↗