突破性介電材料資料庫問世 加速智慧電子裝置研發

日本村田製作所與物質材料研究機構(NIMS)聯手打造全球最完整的介電材料特性資料庫，這項刊登於《先進材料科學與技術：方法》期刊的研究成果，將為次世代電子材料與能源儲存技術的開發注入新動能。

在AI驅動的材料研發領域，龐大且多元的資料集是創新的關鍵。為突破資料匱乏的瓶頸，研究團隊運用Starrydata2網路系統，從超過5,000篇研究論文中彙整出2萬多筆材料樣本的實驗資料。

NIMS團隊特別開發標準化流程，從圖表中擷取包含溫度相關特性在內的關鍵資料，這些資料往往被其他資料庫忽略。研究人員強調：「我們獨特之處在於手動描繪圖表曲線，並修正原始論文中的不一致資料，從而建立高品質的乾淨資料集。」

這份聚焦電子元件關鍵材料的資料庫，規模遠超以往任何同類研究。憑藉豐富的資料資源，團隊運用機器學習技術成功預測材料特性及其電子行為模式。

為破解機器學習模型「黑盒子」的運作機制，研究人員建立資料視覺化圖譜，並透過聚類演演算法自動歸類相似材料。這項分析不僅揭示材料成分與特性間的關聯模式，更將材料系統性地分為七大鐵電材料家族，完整描繪出成分空間的全貌。

針對電子裝置與能源技術不可或缺的ABO₃鈣鈦礦材料，研究團隊發現其基本結構與介電常數存在明確關聯，這項發現與既有學理相互印證。

這項研究突破傳統試錯法的限制，開創材料研發新途徑。團隊表示：「透過建立史上最大資料集並結合多元機器學習方法，我們首次實現成分空間的細緻視覺化。」

NIMS計畫於明年公開這份資料庫，供全球科學家運用。未來研究將納入製程方法與加工條件等資料，建立更全面的預測模型，直接連結生產流程與材料特性。

研究人員總結道：「期盼這項基礎工作能激發更多資料整合計畫，開創材料研發新方法，最終透過提升電子科技造福社會。」

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