YBa₂Cu₃O₇超导薄膜的综合工艺属性建模用于数据和模型驱动的工艺设计

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 工艺工程是过程工程.
• 数据科学数据科学数据科学

背景情况:

• 材料的性能,成本和生产是由工艺工程决定的.
• 目前的工艺设计在很大程度上依赖于工程师的经验,强调了对先进建模的需求.
• 优化和铜氧化物 (YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$) 薄膜制造对于涂层导体应用至关重要.

研究的目的:

• 为优化YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$片制造开发一个数据/模型驱动的策略.
• 整合工艺和属性建模,以提高材料设计.
• 为了能够准确地预测YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$膜中的临界电流密度.

主要方法:

• 利用高斯过程回归增强转移学习和物理知识.
• 将室内设计和基板材料等非数值因素纳入转移学习.
• 应用物理辅助技术,将模型扩展到不同的磁场.

主要成果:

• 使用有限的数据成功建模了临界电流密度的基质温度依赖性.
• 在不同的脉冲激光沉积系统中准确预测了临界电流密度的磁场依赖性.
• 在YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$片制造中展示了过程和属性建模的综合方法.

结论:

• 开发的综合建模策略使YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$电影的数据/模型驱动过程设计成为可能.
• 这种方法为优化材料性能和生产提供了新的机会.
• 这些发现直接适用于涂层导体的制造.