Die Zeitschrift
Nature Synthesis hat soeben eine Entdeckung veröffentlicht, die von Forschern der Nationalen Universität von Singapur gemacht wurde. Sie haben eine innovative Technik entwickelt, um sehr fortschrittliche Materialien, sogenannte Quantenmaterialien, zu erschaffen, indem sie deren Struktur Atom für Atom mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zusammenbauen. Diese Methode, die den Namen CARP trägt, eröffnet neue Wege für die Wissenschaft und könnte Anwendungen ermöglichen, die heute kaum vorstellbar sind.
Materialien Stück für Stück auf der kleinstmöglichen Skala: dem Atom, zu konstruieren. Genau das ermöglicht diese neue Technik. Sie nutzt eine spezielle Kombination aus Mikroskopie und KI, um die atomaren Strukturen extrem präzise zu manipulieren, wobei sie bisher mit Kohlenstoffatomen arbeitet.
Dieses Bild zeigt ein Gerät, das die präzise Herstellung von Quantenmaterialien auf molekularer Ebene ermöglicht. Dank ihm kann gezielt bestimmt werden, welche chemischen Reaktionen durchgeführt werden sollen, um das gewünschte Material zu erhalten.
Kredit: Nature Synthesis Die Materialien, mit denen die Forscher arbeiten, sind besonders interessant wegen ihrer Fähigkeit, Elektrizität mit wenig Verlust zu leiten und wegen ihres Potenzials im Bereich der Quantencomputer, die viel leistungsfähiger sind als die heute bekannten. Diese Materialien mit atomarer Präzision herzustellen, war bisher eine echte Herausforderung.
Die Schaffung eines Materials mit dem CARP-Konzept beruht auf einer engen Zusammenarbeit zwischen künstlicher Intelligenz (KI) und Rasterkraftmikroskopie.
Dieser Prozess beginnt mit der Auswahl eines spezifischen molekularen Modells, das auf die angestrebten elektronischen oder magnetischen Eigenschaften ausgerichtet ist. Anschließend leitet die KI, die durch die gesammelte Erfahrung von Chemikern in der Oberflächenwissenschaft trainiert wurde, eine atomare Sonde, um Atome einzeln auf einer Oberfläche zu manipulieren und zu positionieren. Jedes Atom wird mit extremer Präzision platziert, was die Bildung spezifischer chemischer Bindungen ermöglicht.
Diese Methode erlaubt es nicht nur, Materialien mit einer bisher unerreichten Präzision herzustellen, sondern öffnet auch den Weg zur Erforschung von bislang unzugänglichen atomaren Konfigurationen, erweitert die Grenzen der aktuellen Technologie und bietet neue Möglichkeiten für die Quantenelektronik und die Informatik von morgen.
Quelle: Nature Synthesis