Itseohjautuva laboratorio ja höyrypinnoitus19.11.2025
Nyt Chicagon yliopiston (UChicago PME) tutkijat ovat rakentaneet "itseohjautuvan" laboratoriojärjestelmän, joka tekee tämän työn itse käyttäen robotiikkaa ja tekoälyä päättääkseen seuraavan parhaan vaiheen odottamatta ihmistä. ”Halusimme vapauttaa tutkijat näiden kokeiden valmistelun ja hienosäädön työläästä ja toistuvasta työstä”, sanoi ensimmäinen kirjoittaja Yuanlong Bill Zheng. ”Järjestelmämme automatisoi koko silmukan – kokeiden suorittamisen, tulosten mittaamisen ja sitten tulosten syöttämisen takaisin koneoppimismalliin, joka ohjaa seuraavaa yritystä.” Uusi järjestelmä perustuu fysikaaliseen höyrypinnoitukseen (PVD), jossa materiaalia, kuten hopeaa höyrystetään, joka sitten tiivistyy ultraohueksi kerrokseksi pinnalle. PVD on erittäin herkkä monille muuttujille – lämpötilalle, ajalle, materiaaleille ja pienille eroille ympäröivässä ympäristössä – joten kokeiden tulosten ennustaminen on ollut hankalaa. Lisäksi tutkijat ovat perinteisesti säätäneet näitä parametreja käsin lukemattomilla kokeilu- ja erehdyssykleillä, joista jokainen kestää päivän tai enemmän. ”Tutkijat ovat pitkään kamppailleet fyysisen höyrypinnoituksen toistumattomuuden kanssa, jossa pienetkin vaihtelut piilevissä muuttujissa vaikeuttavat saman tuloksen saamista kahdesti”, Zheng selitti. ”Nämä epäjohdonmukaisuudet päätyvät harjoitusdataan kohinana ja voivat olla haitallisia koneoppimismallille. Tehokas automatisoitu järjestelmämme tallensi nämä vaihtelut systemaattisella ja kvantitatiivisella tavalla.” Yalen yliopiston Liangbing Hun johtama ryhmä on ratkaissut höyrypinnoituksen ongelmaa uudella menetelmällä, jota he kutsuvat sähköistetyksi höyrypinnoitukseksi (EVD). Perimmiltään siinä käytetään sähköistä hiilipaperilämmitintä erittäin korkeiden lämpötilojen saavuttamiseksi nopeasti, mikä höyrystää ja dissosioi materiaalin välittömästi ja luo atomihöyryä. Kun tämä atomihöyry sekoittuu ympäröivään argonkaasuun (jota pidetään huoneenlämmössä), se jäähtyy nopeasti ja ydintyy erittäin tasaisesti. Tämä johtaa puhtaisiin nanomateriaalituotteisiin ja ohutkalvoihin, joilla on erinomainen koostumus ja rakenne. EVD-järjestelmä mahdollistaa monenlaisten materiaalien sekoittamisen, joita ei tyypillisesti voida luoda perinteisin keinoin. Se on nopea ja edullinen, ja sitä voidaan käyttää ilmakehän olosuhteissa ilman tyhjiöjärjestelmiä ja muita kalliita laitteita. Aiheesta aiemmin: Ei enää siirtoprosessia toimivien 2D-rakenteiden tuottamiseksi Kaksiulotteiset laboratorioista teollisuuteen
|
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Kun tieteilijät valmistavat elektroniikassa, optiikassa ja kvanttiteknologioissa käytettäviä ohuita metallikalvoja, he yleensä käyttävät kuukausia prosessin lämpötilan, koostumuksen ja ajoituksen säätämiseen toivoen löytävänsä juuri oikean reseptin.