Lần đầu tiên, các nhà khoa học quan sát được trật tự ngắn hạn trong các chất bán dẫn

Các nhà khoa học từ Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley và Đại học George Washington lần đầu tiên đã quan sát trực tiếp trật tự nguyên tử ngắn phạm vi (SRO) trong các chất bán dẫn, tiết lộ các mẫu ẩn trong sự sắp xếp của các nguyên tử như germanium, thiếc và silicon bên trong vi mạch. Đột phá này được thực hiện bằng cách kết hợp kính hiển vi điện tử truyền qua quét 4 chiều tiên tiến (4D-STEM) được cải tiến với lọc năng lượng để tăng độ tương phản, cùng với các kỹ thuật học máy bao gồm mạng nơ-ron và mô phỏng nguyên tử quy mô lớn. Những phương pháp này cho phép nhóm nghiên cứu phát hiện và xác định các mẫu nguyên tử lặp lại mà trước đây không thể phát hiện do tín hiệu yếu và sự phức tạp của sự sắp xếp nguyên tử. Phát hiện về SRO có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khe năng lượng của chất bán dẫn, một đặc tính then chốt điều khiển hành vi điện tử của chúng. Việc hiểu và kiểm soát các mẫu ở quy mô nguyên tử này có thể cho phép thiết kế các vật liệu với đặc tính điện tử được tùy chỉnh, có khả năng cách mạng hóa các công nghệ như điện toán lượng tử, thiết bị thần kinh nhân tạo và cảm biến quang học tiên tiến. Trong khi nghiên cứu này mở ra những hướng đi mới cho kỹ thuật vật liệu ở quy mô nguyên tử, những thách thức...