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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Bang,&#x20;K.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Yeo,&#x20;B.C.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;D.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Han,&#x20;S.S.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;H.M.</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T14:33:16Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T14:33:16Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-02</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Within&#x20;first-principles&#x20;density&#x20;functional&#x20;theory&#x20;(DFT)&#x20;frameworks,&#x20;it&#x20;is&#x20;challenging&#x20;to&#x20;predict&#x20;the&#x20;electronic&#x20;structures&#x20;of&#x20;nanoparticles&#x20;(NPs)&#x20;accurately&#x20;but&#x20;fast.&#x20;Herein,&#x20;a&#x20;machine-learning&#x20;architecture&#x20;is&#x20;proposed&#x20;to&#x20;rapidly&#x20;but&#x20;reasonably&#x20;predict&#x20;electronic&#x20;density&#x20;of&#x20;states&#x20;(DOS)&#x20;patterns&#x20;of&#x20;metallic&#x20;NPs&#x20;via&#x20;a&#x20;combination&#x20;of&#x20;principal&#x20;component&#x20;analysis&#x20;(PCA)&#x20;and&#x20;the&#x20;crystal&#x20;graph&#x20;convolutional&#x20;neural&#x20;network&#x20;(CGCNN).&#x20;With&#x20;the&#x20;PCA,&#x20;a&#x20;mathematically&#x20;high-dimensional&#x20;DOS&#x20;image&#x20;can&#x20;be&#x20;converted&#x20;to&#x20;a&#x20;low-dimensional&#x20;vector.&#x20;The&#x20;CGCNN&#x20;plays&#x20;a&#x20;key&#x20;role&#x20;in&#x20;reflecting&#x20;the&#x20;effects&#x20;of&#x20;local&#x20;atomic&#x20;structures&#x20;on&#x20;the&#x20;DOS&#x20;patterns&#x20;of&#x20;NPs&#x20;with&#x20;only&#x20;a&#x20;few&#x20;of&#x20;material&#x20;features&#x20;that&#x20;are&#x20;easily&#x20;extracted&#x20;from&#x20;a&#x20;periodic&#x20;table.&#x20;The&#x20;PCA-CGCNN&#x20;model&#x20;is&#x20;applicable&#x20;for&#x20;all&#x20;pure&#x20;and&#x20;bimetallic&#x20;NPs,&#x20;in&#x20;which&#x20;a&#x20;handful&#x20;DOS&#x20;training&#x20;sets&#x20;that&#x20;are&#x20;easily&#x20;obtained&#x20;with&#x20;the&#x20;typical&#x20;DFT&#x20;method&#x20;are&#x20;considered.&#x20;The&#x20;PCA-CGCNN&#x20;model&#x20;predicts&#x20;the&#x20;R2&#x20;value&#x20;to&#x20;be&#x20;0.85&#x20;or&#x20;higher&#x20;for&#x20;Au&#x20;pure&#x20;NPs&#x20;and&#x20;0.77&#x20;or&#x20;higher&#x20;for&#x20;Au@Pt&#x20;core@shell&#x20;bimetallic&#x20;NPs,&#x20;respectively,&#x20;in&#x20;which&#x20;the&#x20;values&#x20;are&#x20;for&#x20;the&#x20;test&#x20;sets.&#x20;Although&#x20;the&#x20;PCA-CGCNN&#x20;method&#x20;showed&#x20;a&#x20;small&#x20;loss&#x20;of&#x20;accuracy&#x20;when&#x20;compared&#x20;with&#x20;DFT&#x20;calculations,&#x20;the&#x20;prediction&#x20;time&#x20;takes&#x20;just&#x20;~&#x20;160？s&#x20;irrespective&#x20;of&#x20;the&#x20;NP&#x20;size&#x20;in&#x20;contrast&#x20;to&#x20;DFT&#x20;method,&#x20;for&#x20;example,&#x20;13,000&#x20;times&#x20;faster&#x20;than&#x20;the&#x20;DFT&#x20;method&#x20;for&#x20;Pt147.&#x20;Our&#x20;approach&#x20;not&#x20;only&#x20;can&#x20;be&#x20;immediately&#x20;applied&#x20;to&#x20;predict&#x20;electronic&#x20;structures&#x20;of&#x20;actual&#x20;nanometer&#x20;scaled&#x20;NPs&#x20;to&#x20;be&#x20;experimentally&#x20;synthesized,&#x20;but&#x20;also&#x20;be&#x20;used&#x20;to&#x20;explore&#x20;correlations&#x20;between&#x20;atomic&#x20;structures&#x20;and&#x20;other&#x20;spectrum&#x20;image&#x20;data&#x20;of&#x20;the&#x20;materials&#x20;(e.g.,&#x20;X-ray&#x20;diffraction,&#x20;X-ray&#x20;photoelectron&#x20;spectroscopy,&#x20;and&#x20;Raman&#x20;spectroscopy).&#x20;？&#x20;2021,&#x20;The&#x20;Author(s).</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">Nature&#x20;Research</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Accelerated&#x20;mapping&#x20;of&#x20;electronic&#x20;density&#x20;of&#x20;states&#x20;patterns&#x20;of&#x20;metallic&#x20;nanoparticles&#x20;via&#x20;machine-learning</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1038&#x2F;s41598-021-91068-8</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Scientific&#x20;Reports,&#x20;v.11,&#x20;no.1</dcvalue>
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