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OneScience-Sugon
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mp20

tags:
  - MP-20
  - Materials Project
  - crystal structure
  - inorganic materials
  - CIF
  - materials generation
language:
  - en
  - zh
license: CC BY 4.0

MP-20

数据集描述

MP-20 来源于 Materials Project 数据库（Jain 等，2013），包含约 4.5 万种通用无机材料，覆盖大多数实验已知且单位晶胞原子数不超过 20 的材料。数据包含元素组成、CIF 结构、空间群、单原子形成能、DFT 带隙、体积模量和磁密度等信息。

数据来源论文：A. Jain et al., Commentary: The Materials Project: A materials genome approach to accelerating materials innovation, APL Materials 1, 011002 (2013)。
论文链接：https://pubs.aip.org/aip/apm/article/1/1/011002/119685
DOI：https://doi.org/10.1063/1.4812323

本仓库提供原始 CSV 和预处理 cache 两种形式。数据划分包含训练集 27,136 个结构、验证集 9,047 个结构和测试集 9,046 个结构，共 45,229 个晶体结构。

当前数据包包含 30 个数据文件，约 83 MB。

数据集支持的任务

本标准化数据仓库整理了 MP-20 的训练、验证和测试数据，可用于：

无机晶体结构的数据分析与统计
晶体结构生成任务的训练和评测
材料属性条件建模
形成能、带隙、体积模量和磁密度等属性研究
晶体数据加载、预处理和数据管线验证

数据集的格式和结构

数据文件位于 data/MP20/ 目录下：

data/MP20/
├── raw/mp_20/
│   ├── train.csv
│   ├── val.csv
│   └── test.csv
└── cache/mp_20/
    ├── train/
    ├── val/
    └── test/

文件路径	格式	shape / 内容	说明
`raw/mp_20/train.csv`	CSV + CIF	27,136 个结构	训练集原始晶体与属性数据
`raw/mp_20/val.csv`	CSV + CIF	9,047 个结构	验证集原始晶体与属性数据
`raw/mp_20/test.csv`	CSV + CIF	9,046 个结构	测试集原始晶体与属性数据
`cache/mp_20/train/`	NPY + JSON	27,136 个结构	训练集预处理缓存
`cache/mp_20/val/`	NPY + JSON	9,047 个结构	验证集预处理缓存
`cache/mp_20/test/`	NPY + JSON	9,046 个结构	测试集预处理缓存
`metadata/sha256_manifest.txt`	SHA256	30 条记录	数据文件完整性校验清单

CSV 数据格式

CSV 文件中的每一行对应一个晶体结构。cif 字段保存完整的多行 CIF 文本，因此不能使用普通文本行数统计样本数量。

字段	类型	说明
`material_id`	str	Materials Project 结构 ID
`pretty_formula`	str	化学式
`elements`	list[str]	结构中的元素集合
`cif`	str	CIF 格式晶体结构
`spacegroup_number`	int	空间群编号
`formation_energy_per_atom`	float	单原子形成能
`dft_band_gap`	float	DFT 带隙
`dft_bulk_modulus`	float / null	DFT 体积模量，部分样本为空值
`dft_mag_density`	float	DFT 磁密度

Cache 数据格式

每个 train、val、test cache 目录包含以下文件：

文件	类型	shape	说明
`atomic_numbers.npy`	int64	`[N_atoms_total]`	所有结构拼接后的原子序数
`cell.npy`	float64	`[N_structures, 3, 3]`	晶胞矩阵
`num_atoms.npy`	int64	`[N_structures]`	每个结构的原子数
`pos.npy`	float64	`[N_atoms_total, 3]`	所有结构拼接后的分数坐标
`structure_id.npy`	str	`[N_structures]`	结构 ID
`formation_energy_per_atom.json`	JSON	`[N_structures]`	单原子形成能属性
`dft_band_gap.json`	JSON	`[N_structures]`	DFT 带隙属性
`dft_bulk_modulus.json`	JSON	`[N_structures]`	DFT 体积模量属性
`dft_mag_density.json`	JSON	`[N_structures]`	DFT 磁密度属性

数据集使用方式

下载数据集：

hf download --dataset OneScience-Sugon/mp20 --local-dir ./data

验证数据集目录、样本数量、数组 shape 和 SHA256：

python scripts/validate_mp20.py \
  --dataset-root data/MP20 \
  --checksum-manifest metadata/sha256_manifest.txt

跳过 SHA256、只检查数据结构：

python scripts/validate_mp20.py \
  --dataset-root data/MP20 \
  --skip-checksum

OneScience 官方信息

平台	OneScience 主仓库	Skills 仓库
Gitee	https://gitee.com/onescience-ai/onescience	https://gitee.com/onescience-ai/oneskills
GitHub	https://github.com/onescience-ai/OneScience	https://github.com/onescience-ai/oneskills

限制与许可证

本仓库对 MP-20 数据进行目录标准化，并提供原始 CSV、预处理 cache、校验清单和验证脚本，没有生成新样本或改变原始晶体及属性内容。

数据中的结构与属性来自 Materials Project 及 MP-20 原始数据整理流程。使用数据时应引用 Jain 等 2013 年的 Materials Project 论文和实际使用的数据版本。
部分材料属性存在缺失值，使用时需要根据具体任务进行过滤或掩码处理。
Materials Project 官方声明其数据采用 Creative Commons Attribution 4.0 International（CC BY 4.0）许可。本仓库沿用该数据许可，使用和再分发时需要保留适当署名。
如个别条目包含第三方贡献数据或额外限制，应以对应条目的来源和 Materials Project 页面说明为准。