Değerli bir metal olan altın, metal dünyasına özgü fiziksel özellikleri nedeniyle mücevher ve madeni paralarda tartışmasız en yaygın kullanılan metaldir. Sadece iyi bir ısı ve elektrik iletkeni olmakla kalmaz, havadan ve çoğu reaktiften etkilenmez.

Ayrıca çok çeşitli endüstriyel, bilimsel ve tıbbi uygulamalarda kullanılır. Örneğin, moleküler kendi kendine montaj için şablon, iki boyutlu malzeme büyümesi için destekleyici malzeme ve özellikle karbon nanoşeritlerin sentezi için kullanılmıştır. Yarım yüzyıldan fazla bir süre önce araştırmacılar, nano ölçekte altın yüzeylerdeki süslü dokuları ortaya çıkardılar. Atomik ölçekte yüzey yapılarının daha iyi anlaşılmasına yönelik çabalar, o zamandan beri sürekli olarak ödenmiştir.

Altının en kararlı yüzeyi olan Au(111) yüzeyi, üzerinde gelişmiş mikroskoplarla görülebilen periyodik bir balıksırtı dokusuna sahiptir. Bu altın yüzeyde bu tuhaf balıksırtının neden oluştuğu uzun vadeli bir bilmecedir. Onlarca yıldır kapsamlı çalışmalar yapıldı ancak yapı detaylarının kapsamlı bir açıklaması hala eksik ve bu nedenle altta yatan mekanizma hiçbir zaman tam olarak anlaşılamadı.

Bu konudaki zorluklar, dokunun boyutu nano ölçekte olmasına rağmen, periyodik biriminin hala 100,000'den fazla atom içermesidir. Bu sistemi nicel olarak incelemek için çok verimli ve aynı zamanda çok doğru bir hesaplama yöntemine ihtiyaç vardır. Ancak geleneksel yaklaşımlarda bu iki gereklilik aynı anda karşılanamaz.

Yakın zamanda, Seçkin Profesör Feng Ding (Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü) ve UNIST'teki Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) bünyesindeki Çok Boyutlu Karbon Malzemeler Merkezi'nden (CMCM) meslektaşları, en son teknoloji ürünü sinir sistemini kullandılar. doğru ama yavaş bir hesaplama yönteminden bir altın kuvvet alanını eğitmek için ağ yöntemi.

Sinir ağlarının güçlü öğrenme yeteneği nedeniyle, bu yeni kuvvet alanı hemen hemen aynı doğruluğu elde eder ve daha da önemlisi, orijinal yöntemden çok daha hızlıdır.

Bu kuvvet alanını kullanarak, yazarlar Au(111) yüzeyinde deneysel olarak gözlemlenen balıksırtı dokusunu başarılı bir şekilde simüle ettiler ve yüzeyin altında göz ardı edilemez deformasyon olduğunu ortaya çıkardılar.

Bu deformasyon, yeniden düzenlenmiş yüzey atomlarının etkin bir şekilde gevşemesine izin verdiği için balıksırtı dokusunun oluşumu için kritik öneme sahiptir. Deformasyon bastırılırsa (örneğin ince bir model alın), doku şeritler haline gelecektir.

Bu arada yazarlar, balıksırtı dokusunun uygulanan suşlara duyarlı olduğunu da doğruladı. Gerilimsiz bir yüzeyde, balıksırtı dokusu ayna simetriktir. Bununla birlikte, hafif bir zorlama uygulanırsa doku eğilir. Kritik bir suşun üzerinde, tamamen bir şeride dönüşür doku.

“Bu önemli çalışma, makine öğrenimi yönteminin malzeme Bilimi ve kompleksi incelemek için yeni bir yol açar yüzey sistemleri," diye belirtti araştırma ekibi.

Seçkin Profesör Feng Ding tarafından yönetilen bu çalışma, ilk olarak Dr. Pai Li tarafından yazılmıştır. Bu araştırmanın bulguları, Ekim 2022 sayısında yayınlandı. Bilim Gelişmeler.