自旋电子学涉及电子的内在自旋和(hé)电子(zǐ)工程领域(yù),目前(qián)相(xiàng)关研究(jiū)正(zhèng)在积极(jí)进行,以解决(jué)现有硅半导体(tǐ)存(cún)在的(de)集成局限性,开发下一代超低功耗和高性能半导(dǎo)体。磁(cí)性材料是开(kāi)发自旋(xuán)电子器件(如MRAM磁阻随机存取存储器)最常用的材料(liào)之(zhī)一(yī)。因此,通(tōng)过分析(xī)磁哈密顿(dùn)量(liàng)及其参数(shù)来准(zhǔn)确识别磁性材料的性(xìng)质,如热稳定性、动(dòng)态行为和基态构型等,具有重要意义。
以前,为了(le)更(gèng)准确深入(rù)地了解磁性材料的(de)性(xìng)质,需(xū)要通过各种(zhǒng)实验直接测(cè)量磁哈密(mì)顿参(cān)数,这一过程需(xū)要耗费大量时间和资源。为了克服这些困难,韩(hán)国(guó)的研究人员开(kāi)发了(le)一种人(rén)工智能(AI)系统(tǒng),可以(yǐ)实时分析(xī)磁性系统(tǒng)。
韩国科学(xué)技(jì)术研究院(KIST)宣布,其联合研究团队(duì)开发了一种技术(shù),可以利用人工智能技(jì)术,通过自旋结(jié)构图像估计磁哈密顿参数。该(gāi)团队由(yóu)自(zì)旋(xuán)收敛研究(jiū)中(zhōng)心(Spin Convergence Research Center)的Heeyong Kwon博士和Dr. Junwoo Choi 博士,以(yǐ)及庆熙大学(Kyung Hee University)的(de)Changyeon Won教授领导。
研究人(rén)员构建深层神(shén)经(jīng)网络,并(bìng)利(lì)用机(jī)器学习(xí)算(suàn)法和现有磁畴图像对其(qí)进行(háng)训练(liàn)。结果表明,输入通过(guò)电(diàn)子显微镜(jìng)获得的自旋(xuán)结构图(tú)像(xiàng),可以(yǐ)实时估(gū)计磁哈密顿参数。此外(wài),与实验得到的参数值相比,人工智能系统(tǒng)的估计误差小于(yú)1%,具有较高(gāo)的准确度。据该团队介绍,利用所开发的人工智能系统,可(kě)以通过深(shēn)度(dù)学(xué)习(xí)技术,即时完(wán)成材料参数评估过程。以前完成这一过程需要数十个(gè)小时。
KIST的Hee-young Kwon博士表示:“我们提(tí)出一种新方法,展示如何(hé)利用人工智(zhì)能技术来分析磁性系统(tǒng)性(xìng)能。预(yù)计(jì)使(shǐ)用这种新方法,通过人(rén)工智能技术研究(jiū)物理系统,将缩小实验值和理论值之间的差距,并将进(jìn)一(yī)步融合人工智(zhì)能技术和基础科学(xué)研(yán)究,拓展(zhǎn)新的(de)研究领域。”