Yapay Zeka ile Malzemelerin Özellikleri Geliştirilebiliyor

ABD’deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), Rusya’daki Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü ve Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi (NTU)’nden bilim insanları, yapay zekayı kullanarak ileri teknoloji cihazlar için gelişmiş malzemeler hakkında araştırmalar yaptılar. Yeni yöntem ile bir malzemenin optik, elektrik ve termal özellikleri değiştirilebiliyor. Araştırmacılar, elmas veya silikon gibi kristal malzemelerin az miktarda gerilmesiyle bu malzemelerin özelliklerinde önemli değişiklikler olacağını belirtiyor. Detaylar haberimizde.

A- A+

23.02.2019 tarihli yazı 8302 kez okunmuştur.

Yapay Zeka Malzeme Silikon Yarı İletken Kristal Malzeme Fiziği Makine Öğrenimi

Araştırmacılar, yarı iletkenlerde ve diğer kristal malzemelerde değişiklik yapmak için yapay zekayı kullandılar. Bu malzemelerin oldukça hassas olması istenen sonucu verdi. Yarı iletken veya kristal malzemeye bir miktar gerilme uygulanarak yapılarındaki atomların düzenleri değişiyor ve bu da elektrik, ışık ve ısıyı iletme gibi özelliklerinde önemli değişikliklere neden oluyor. Örneğin; silikona uygulanan gerilme ile özellikleri değişip, metaller gibi serbestçe iletkenliğe geçebiliyor.

MIT’de yapılan diğer çalışmalara dayanarak, bazı silikon işlemci çiplerine elastik gerginlik uygulandı. Gerinim, altı farklı yolla ve sonsuz derecelerle uygulanma potansiyeline sahip. Yapıdaki %1’lik bir değişiklik bile, elektronların malzeme içinde daha hızlı hareket etmesine izin vererek cihazın hızını %50 artırıyor.

Subra Suresh, Ming Dao ve Yang Lu tarafından yapılan son araştırmalar, doğada bulunan en güçlü ve en zorlu malzeme olan elmasın, nanometre boyutunda ve iğne biçimindeyken bile en az % 9 oranında elastik olarak gerilebileceğini gösterdi. Araştırmacılardan Ju Li ve Yang, benzer şekilde nano ölçekli silikon tellerin elastik olarak % 15’ten daha fazla gerilebildiğini gösterdiler. Elde edilen sonuçlar ise araştırmacıları, cihazların nasıl üretilebileceği konusunda yeni yollar bulmaya itti.

Aynı zamanda bu yeni yöntemin, elmas kullanımında da uygulamaları var. Çalışma ile ilgili elde edilen bulgular, Ulusal Bilimler Akademisi bildirilerinde yer alıyor. Yayınlanan makalede, elması daha etkili yarı iletkenlere dönüştürebilecek en verimli enerji türlerini belirlemek için yapay zekanın kullanıldığı belirtiliyor. Yarı iletken malzeme olarak büyük potansiyele sahip olan elmas, silikon teknolojisine kıyasla henüz başlangıç aşamasında. Li, elmasın taşıyıcı hareketliliğinin yüksek olduğunu söylüyor. Bu, elektrik akımında negatif ve pozitif taşıyıcıların elmas içinde serbestçe hareket etmesini ifade ediyor. Elmas, güç elektroniği ve yüksek frekanslı elektronik cihazlar için ideal olabilir. Doğru değişikliklerle elmasın, potansiyel olarak silikondan daha iyi performans göstermesi bekleniyor.

►İlginizi Çekebilir: Zaman Kristali: Maddenin Yeni Hali

Suresh, “Bu çalışma, malzeme fiziği, yapay zeka, programlama ve makine öğrenimi gibi son gelişmelerin, endüstri uygulamalarında güçlü etkileri olan bilimsel bilgileri ilerletmek için nasıl bir araya getirebileceğinin bir gösterimidir.” dedi. Makine öğrenimi yöntemleri, belirli bir amaç ile bazı özellikler elde etmek için olasılıkları araştırıp, uygun gerginlik miktarını belirliyor. Bu, gerekli hesaplamaların karmaşıklığını büyük ölçüde azaltan çok hassas bir yöntemdir.

Malzemeyi, gerginliğin miktarını ve yönünü değiştirmek için ayarlanabilen bir çerçeveye monte ederek önemli bir esneklik kazandırılabiliyor. Bu çalışma, gerilme ile malzemenin bant aralığı üzerindeki etkilerine odaklanıyor. Son yapılan çalışmada, elektronik özelliği olan bant aralığı üzerindeki etkileri hem silikon hem de elmas açısından incelendi. Yapay sinir ağ algoritmaları kullanılarak, farklı miktarların ve gerinim yönlerinin bant aralığını nasıl etkileyeceği tahmin edildi. Yalnızca elektronik özellikleri değil, aynı zamanda fotonik ve manyetik davranış gibi diğer özellikleri de etkiliyor.

►İlginizi Çekebilir: Ultra İnce Yarı İletken malzeme Geliştirildi

Li, “Bu yeni yöntem, potansiyel olarak benzeri görülmemiş malzeme özelliklerinin tasarımına öncülük edebilir.” dedi. Ayrıca gerilmenin nasıl uygulanacağını, bir çip üzerine 100 milyon transistörün nasıl ölçeklendirileceğini ve bu uygulamalardan emin olabilmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olacağını da belirtti.

Araştırmacılar yeni yöntemin; iletişim, bilgi işleme ve enerji uygulamaları için kullanım alanı bulabilen elektronik, ışık enerjisi ile elektrik enerjisinin birbirine dönüşümünü inceleyen optoelektronik ve fotonik cihazlar için olanaklar açabileceğini söylüyor.

Kaynak:

►interestingengineering.com
►news.mit.edu

►straitstimes.com