自旋(xuán)电子(zǐ)学(xué)涉及电子(zǐ)的内在(zài)自旋和电子工(gōng)程(chéng)领(lǐng)域,目前相关研究(jiū)正在积极进行,以解决现有硅半(bàn)导体存在的集成局限性,开发下(xià)一代超(chāo)低(dī)功耗和高性能半导体。磁性(xìng)材(cái)料是开发(fā)自旋电子(zǐ)器件(如MRAM磁阻(zǔ)随机存取存储器)最常用的材料之一。因此,通过(guò)分析磁哈密顿量及(jí)其参数来准确识别磁性材料(liào)的(de)性质,如热稳定(dìng)性(xìng)、动(dòng)态行为和基态构型等,具有重(chóng)要(yào)意(yì)义。
以前,为了更准确深(shēn)入地(dì)了(le)解磁性材(cái)料的(de)性(xìng)质,需(xū)要(yào)通过各种实验直接测量磁哈密顿参数,这一(yī)过程需要耗费大量时间(jiān)和(hé)资(zī)源。为了克服(fú)这些困难,韩国的研究人(rén)员(yuán)开发(fā)了一种人工智能(AI)系统,可以实时(shí)分析磁性系统。
韩国科学技术研究院(KIST)宣布,其联合研究(jiū)团队开(kāi)发了一种技术(shù),可以利用人工智能技术,通(tōng)过自旋结构(gòu)图像估计磁哈密顿参数(shù)。该团队(duì)由自旋收(shōu)敛研究中心(xīn)(Spin Convergence Research Center)的Heeyong Kwon博士和(hé)Dr. Junwoo Choi 博士,以(yǐ)及庆熙大学(Kyung Hee University)的Changyeon Won教授领导。
研究(jiū)人员构建深层神经(jīng)网络,并利用机(jī)器(qì)学习算法和现有磁畴图像(xiàng)对其进行训练(liàn)。结果(guǒ)表(biǎo)明,输入通(tōng)过电子显微镜获得的自旋结(jié)构图像,可以实时估计(jì)磁哈密顿参数。此外(wài),与实验(yàn)得到(dào)的参数值相(xiàng)比(bǐ),人(rén)工智能系统的估计误差小于1%,具有较高的准(zhǔn)确度。据(jù)该团队介绍,利用所开(kāi)发的人工智能系(xì)统(tǒng),可以通过深度学习技术,即时完成材料参数评估过程。以前(qián)完成这一过程需要数(shù)十个小(xiǎo)时。
KIST的Hee-young Kwon博士(shì)表示:“我们提(tí)出一种新方法(fǎ),展示如何利用人(rén)工(gōng)智能技术来分析(xī)磁性系统性能。预计使用这(zhè)种新方法,通过人工智(zhì)能技术研(yán)究物(wù)理系统,将缩小实验值和理论值之间的差距(jù),并将进一步(bù)融合人工智能技术和基(jī)础科学研究,拓展新的(de)研究领域。”