Растянутый или напряжённый кремний в процессорах Intel и AMD два десятилетия демонстрирует нам тот факт, что деформации в кристаллической структуре материала способствуют росту производительности. Учёные из Сколтеха с зарубежными коллегами пошли дальше. Они предложили алгоритмы и инструменты, которые могут буквально «на лету» менять свойства материала, что приближает создание электроники следующего поколения.
Ранее исследователи из Сколтеха доказали возможность глубокого изменения свойств материалов с помощью управляемой деформации. Например, они показали, как отличный изолятор алмаз можно превратить в хороший полупроводник и даже проводник. В основу подобных превращений положено целое новое направление в исследованиях — инжиниринг упругих деформаций (ESE). Деформации создают настолько необычные атомные связи, что это наверняка приведёт к появлению материалов с удивительными свойствами, которые даже невозможно предсказать.
Впрочем, новая разработка Сколтеха, подкреплённая лабораторными экспериментами их коллег из США (MIT) и Сингапура (Наньянский технологический университет), позволяет рассчитать ключевые параметры материала до совершения деформации и получить в итоге материал с заданными свойствами. Всю эту работу выполняет самообучаемая нейронная сеть, аналогов которой в мире нет.
«Созданная нами нейронная сеть использует в качестве входных данных тензор деформации и предсказывает электронную зонную структуру — это своего рода физический «снимок», описывающий электронные свойства деформированного материала. Его можно использовать для расчета любых представляющих интерес свойств, включая ширину запрещенной зоны, ее свойства и тензор эффективных масс электрона», — поясняет соавтор исследования доцент Сколтеха Александр Шапеев.
