Adi Gal-Greenwood, Mançester Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Mançester Universiteti

Mançester Universitetinin tədqiqatçıları qeyri-adi kvant davranışına malik ola biləcək ikiölçülü materialları müəyyən etməyə kömək etmək üçün yeni hesablama yanaşması hazırlayıblar. ” Science Advances” jurnalında dərc olunmuş bu iş elektronların çox az kinetik enerjiyə malik olduğu “düz zolaqlar” olan elektron vəziyyətlərə yönəlib. Bu materiallarda elektronlar arasındakı qarşılıqlı təsirlər daha vacib hala gələ bilər və maqnetizm, qeyri-ənənəvi superkeçiricilik və topoloji elektron davranış kimi hadisələrlə əlaqəli şərtlər yarada bilər.

Böyük verilənlər dəstlərindən düz zolaqları olan real materialları tapmaq çətindir. Ənənəvi axtarışlar tez-tez sıxlıq funksional nəzəriyyəsi hesablamalarına əsaslanır ki, bu da materialın elektron quruluşunu aşkar edə bilər, lakin minlərlə mümkün namizədə tətbiq edildikdə vaxt aparır.

Mançester komandası fərqli bir yol seçdi. Onlar düz zolaqlı davranışın iki əlamətini, aşağı zolaq dispersiyasını və vəziyyət sıxlığında güclü bir zirvəni tutan fizikaya əsaslanan qiymətləndirmə sistemi hazırladılar və sonra bu balı birbaşa atom quruluşundan qiymətləndirmək üçün bir model hazırladılar.

Tədqiqatın aparıcı müəllifi Dr. Xiangwen Wang bildirib ki, “Düz zolaqlar yalnız elektron hesablamalarda gördüyümüz bir xüsusiyyət deyil. Onlar tez-tez bir materialdakı atomların həndəsəsi ilə əlaqələndirilir. Bizim yanaşmamız bu strukturdan öyrənir, yəni daha böyük material fəzalarını daha hədəflənmiş və şərh edilə bilən şəkildə axtara bilərik.”

Çərçivə məlum ikiölçülü materiallardan istifadə etməklə öyrədilib və daha sonra 10.000-dən çox etiketlənməmiş 2D materiala tətbiq edilib. Kaqome bənzər struktur motivləri olan yüksək bal toplayan namizədlər arasında sonrakı kvant hesablamaları 98,2% dəqiqliklə düz zolaqlı davranışı təsdiqləyib.

Tədqiqat həmçinin güclü korrelyasiyalı kvant fazaları ilə əlaqəli elektron topologiyanın bir forması olan kövrək topoloji düz zolaqlara sahib olacağı proqnozlaşdırılan bir neçə materialı da müəyyən etmişdir. Bu nəticələr metodun böyük məlumat dəstlərini çeşidləməkdən daha çox şey edə biləcəyini göstərir; bu, müəyyən materialları gələcək tədqiqatlar üçün perspektivli edən struktur xüsusiyyətlərini aşkar etməyə kömək edə bilər.

Mançester Universitetinin Milli Qrafen İnstitutunun baş elmi işçisi Dr. Qian Yanq dedi: “Maraqlı tərəfi odur ki, biz yalnız yeni namizəd materialları tapmadıq, həm də metod axtarış tərzimizi dəyişdirdi. Hər şeyi əvvəlcə hesablayıb sonradan axtarmaq əvəzinə, indi axtarışı əvvəldən istiqamətləndirmək üçün fiziki intuisiya və struktur öyrənmədən istifadə edə bilərik. Bu, kəşfi daha miqyaslı və daha şərh edilə bilən edir.”

Bu yanaşma hesablama xarakteri daşıyır, ona görə də laboratoriyada ən perspektivli namizədləri sınaqdan keçirmək üçün eksperimental iş tələb olunacaq. Bununla belə, tədqiqatçılar hədəf xüsusiyyətinin mənalı fizika əsaslı bal kimi ifadə edilə bilməsi şərtilə, eyni strategiyanın digər kvant materiallarının siniflərini axtarmaq üçün uyğunlaşdırıla biləcəyini söyləyirlər.

Fiziki anlayışı struktur əsaslı öyrənmə ilə əlaqələndirməklə, tədqiqat böyük material verilənlər bazalarından ətraflı kvant hesablamaları və eksperimental validasiya üçün namizədlərin qısa siyahılarına keçmək üçün daha səmərəli bir yol təqdim edir.

Nəşr detalları

Xiangwen Wang və digərləri, Fizikaya əsaslanan qiymətləndirmə və struktur əsaslı öyrənmə yolu ilə düz zolaqlı 2D materialların kəşfi, Elmin irəliləyişləri (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aea3611

Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri 

Əsas anlayışlar

Elektron quruluşStruktur xüsusiyyətləriSuperkeçiricilik2 ölçülü sistemlərKristal sistemlərGüclü korrelyasiyalı sistemlərTopoloji materiallarBant quruluşu üsulları

Mançester Universiteti tərəfindən təmin edilir