Vàng, một kim loại quý, được cho là kim loại được sử dụng rộng rãi nhất trong đồ trang sức và tiền đúc do các đặc tính vật lý độc nhất của nó trong thế giới kim loại. Nó không chỉ là chất dẫn nhiệt và điện tốt mà còn không bị ảnh hưởng bởi không khí và hầu hết các thuốc thử.

Nó cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, khoa học và y tế. Ví dụ, nó đã được sử dụng làm khuôn mẫu để tự lắp ráp phân tử, vật liệu hỗ trợ cho sự phát triển của vật liệu hai chiều và đặc biệt là để tổng hợp các dải nano carbon. Hơn nửa thế kỷ trước, các nhà nghiên cứu đã tiết lộ những kết cấu lạ mắt trên bề mặt vàng ở cấp độ nano. Những nỗ lực nhằm hiểu rõ hơn về cấu trúc bề mặt ở quy mô nguyên tử đã liên tục được thực hiện kể từ đó trở đi.

Bề mặt Au(111), bề mặt vàng ổn định nhất, có kết cấu xương cá tuần hoàn trên đó có thể quan sát được bằng kính hiển vi tinh vi. Một câu đố lâu dài là tại sao xương cá kỳ lạ này lại hình thành trên bề mặt vàng này. Các nghiên cứu mở rộng đã được thực hiện trong nhiều thập kỷ nhưng vẫn chưa có mô tả kỹ lưỡng về chi tiết cấu trúc và do đó cơ chế cơ bản chưa bao giờ được hiểu đúng.

Những khó khăn trong vấn đề này nằm ở chỗ, mặc dù kích thước của kết cấu ở cấp độ nano nhưng đơn vị tuần hoàn của nó vẫn chứa hơn 100,000 nguyên tử. Để nghiên cứu định lượng hệ thống này, người ta cần một phương pháp tính toán rất hiệu quả và cũng rất chính xác. Tuy nhiên, theo cách tiếp cận truyền thống, hai yêu cầu này không thể được đáp ứng đồng thời.

Gần đây, Giáo sư xuất sắc Feng Ding (Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu) và các đồng nghiệp của ông từ Trung tâm Vật liệu Carbon đa chiều (CMCM), thuộc Viện Khoa học Cơ bản (IBS) tại UNIST, đã sử dụng công nghệ thần kinh tiên tiến nhất. phương pháp mạng để huấn luyện trường lực vàng từ một phương pháp tính toán chính xác nhưng chậm.

Do khả năng học hỏi mạnh mẽ của mạng lưới thần kinh, trường lực mới này đạt được độ chính xác gần như tương tự và quan trọng hơn là nó nhanh hơn nhiều bậc so với phương pháp ban đầu.

Sử dụng trường lực này, các tác giả đã mô phỏng thành công kết cấu xương cá quan sát được bằng thực nghiệm trên bề mặt Au(111) và cho thấy có sự biến dạng không đáng kể bên dưới bề mặt.

Sự biến dạng này rất quan trọng cho sự hình thành kết cấu xương cá vì nó cho phép làm giãn các nguyên tử bề mặt được sắp xếp lại một cách hiệu quả. Nếu biến dạng bị triệt tiêu (ví dụ: lấy mô hình mỏng), kết cấu sẽ trở thành sọc.

Trong khi đó, các tác giả cũng xác minh rằng kết cấu xương cá rất nhạy cảm với các chủng được áp dụng. Trên bề mặt không có lực căng, kết cấu xương cá đối xứng gương. Tuy nhiên, nếu tác động một lực nhẹ, kết cấu sẽ bị nghiêng. Trên một chủng quan trọng, nó biến đổi hoàn toàn thành một sọc kết cấu.

“Công việc quan trọng này mở rộng việc áp dụng phương pháp học máy trong Khoa học vật liệu và mở ra một con đường mới để nghiên cứu phức hợp bề mặt hệ thống,” nhóm nghiên cứu lưu ý.

Được dẫn dắt bởi Giáo sư xuất sắc Feng Ding, nghiên cứu này lần đầu tiên được viết bởi Tiến sĩ Pai Li. Những phát hiện của nghiên cứu này đã được công bố trên số ra tháng 2022 năm XNUMX của tạp chí Những tiến bộ khoa học.