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AI展现原子层级制造技术潜力,新方法成功制造量子材料

2024年3月24日8:40 未解之谜网

    面对以往原子尺度上制程瓶颈,研究人员现在开发出结合 AI 的创新方法,使化学家能在单分子层面上精确制造有机量子材料,展示 AI 彻底改变原子制造与量子材料研究潜力。

    一般石墨烯虽然有高导电、重量轻等许多优点,但不具磁性阻碍了这种材料在自旋电子学的应用,而磁性纳米石墨烯是一类具吸引力的新型碳基量子材料,它拥有强大 π-自旋中心与集体量子磁性,对开发分子层面的高速电子设备、量子位元至关重要。

    但想在原子层级精确制造维持性能的此类量子材料仍是个挑战。

    新加坡国立大学(NUS)团队于是想到藉助 AI 力量提出原子机器人探针 CARP 概念,透过整合探针化学知识与人工智慧,能以自动化方式精确设计需要的 π 电子拓扑和自旋构型,成功在单分子层级上自主制造磁性纳米石墨烯。

    根据团队实验,CARP 还可有效接受科学家给予的专业知识,再将其转为机器可理解的工作流程,从而操纵制造最终化合物几何形状与自旋特征。

    团队也目标充分利用 AI 潜力,分析表明 CARP 可有效发现人类可能错过的重要细节,尤其是脱氢反应方面,未来若进一步扩展 CARP 框架,有可能将过去基于实验室的表面合成过程转变为实际应用制程,加速量子材料基础研究。

    新论文发表在《Nature Synthesis》期刊。

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