15:25 2022-11-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Teoria fizică explicabilă bazată pe inteligență artificială pentru proiectarea materialelor avansate
_ Explicabil bazat pe AI teoria fizică pentru proiectarea avansată a materialelor
Analiza microscopică a materialelor este esențială pentru a obține performanțe dorite în dispozitivele nanoelectronice de ultimă generație, cum ar fi consumul redus de energie și viteze mari. Cu toate acestea, materialele magnetice implicate în astfel de dispozitive prezintă adesea interacțiuni incredibil de complexe între nanostructuri și domenii magnetice. Acest lucru, la rândul său, face ca proiectarea funcțională să fie dificilă.
În mod tradițional, cercetătorii au efectuat o analiză vizuală a datelor imaginilor microscopice. Cu toate acestea, acest lucru face adesea ca interpretarea acestor date să fie calitativă și extrem de subiectivă. Ceea ce lipsește este o analiză cauzală a mecanismelor care stau la baza interacțiunilor complexe din materialele magnetice la scară nanometrică.
Într-o descoperire recentă publicată în Scientific Reports, o echipă de cercetători condusă de prof. Masato Kotsugi de la Universitatea de Științe din Tokyo , Japonia a reușit să automatizeze interpretarea datelor imaginii microscopice. Au realizat acest lucru folosind un „model de energie liberă Landau extins”, pe care l-au dezvoltat folosind o combinație de topologie, știință a datelor și energie liberă.
Modelul a ilustrat mecanismul fizic, precum și locația critică a magneticului. efect și a propus o structură optimă pentru un nanodispozitiv. Modelul a folosit caracteristici bazate pe fizică pentru a desena peisaje energetice în spațiul informațional, care ar putea fi aplicate pentru a înțelege interacțiunile complexe la scară nanometrică într-o mare varietate de materiale.
„Analiza convențională se bazează pe o imagine vizuală. inspecția imaginilor la microscop și relațiile cu funcția materialului sunt exprimate doar calitativ, ceea ce reprezintă un blocaj major pentru proiectarea materialului.Modelul nostru extins de energie liberă Landau ne permite să identificăm originea fizică și locația fenomenelor complexe din aceste materiale. abordarea depășește problema explicabilității cu care se confruntă învățarea profundă, care într-un fel echivalează cu reinventarea noilor legi fizice”, explică prof. Kotsugi.
Când a proiectat modelul, echipa a folosit cea mai avansată tehnologie. tehnică în domeniile topologiei și științei datelor pentru a extinde modelul de energie liberă Landau. Acest lucru a condus la un model care a permis o analiză cauzală a inversării magnetizării în nanomagneți. Echipa a efectuat apoi o identificare automată a originii fizice și vizualizarea imaginilor din domeniul magnetic original.
Rezultatele lor au indicat că energia de demagnetizare din apropierea unui defect dă naștere unui efect magnetic, care este responsabil pentru „fenomen de fixare”. În plus, echipa a reușit să vizualizeze concentrația spațială a barierelor energetice, o performanță care nu fusese realizată până acum. În cele din urmă, echipa a propus un design invers topologic al dispozitivelor de înregistrare și nanostructurilor cu consum redus de energie.
Modelul propus în acest studiu este de așteptat să contribuie la o gamă largă de aplicații în dezvoltarea dispozitivelor spintronice, cuantice. tehnologia informației și Web 3.
„Modelul nostru propus deschide noi posibilități de optimizare a proprietăților magnetice pentru ingineria materialelor. Metoda extinsă ne va permite în sfârșit să clarificăm „de ce” și „unde” funcția de se exprimă un material. Analiza funcțiilor materialelor, care se baza pe inspecția vizuală, acum poate fi cuantificată pentru a face posibilă proiectarea funcțională precisă”, conchide prof. Kotsugi.
Comentarii:
Adauga Comentariu