Теперь команда вокруг Яни Котакоски из Венского университета вместе с Nion Co. объединила экспериментальную установку, построенную на микроскопе Nion UltraSTEM 100 с атомным разрешением, и новые подходы к построению изображений и анализу данных с помощью машинного обучения, чтобы довести контроль графена на атомном уровне до макроскопических размеров образцов.
Эксперимент начинается с очистки графена с помощью лазерного облучения, после чего он управляемым образом модифицируется с использованием низкоэнергетического облучения ионами аргона. После переноса образца в микроскоп под вакуумом он отображается с атомным разрешением с помощью автоматического алгоритма.
Записанные изображения передаются в нейронную сеть, которая распознает атомную структуру, обеспечивая полный обзор изменения образца в атомном масштабе.
«Ключом к успешному эксперименту стало сочетание нашей уникальной экспериментальной установки с новыми алгоритмами автоматизированной визуализации и машинного обучения», – говорит Альберто Трентино, ведущий автор исследования. «Разработка всех необходимых деталей была настоящим коллективным усилием, и теперь их можно легко использовать для последующих экспериментов», – продолжает он.
Действительно, после подтвержденной модификации графена на атомном уровне на большой площади, исследователи уже расширяют метод, чтобы использовать созданные структурные несовершенства для закрепления примесных атомов в структуре. «Мы воодушевлены перспективой создания новых материалов, которые будут разработаны, начиная с атомного уровня, на основе этого метода», – заключает Яни Котакоски, руководитель исследовательской группы.