150 மில்லியன் கலவைகளை ஆய்ந்த AI: புதிய ஈயமற்ற மின்னணுப் பொருள் கண்டுபிடிப்பு

சியோல் தேசியப் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், செயற்கை நுண்ணறிவைப் (AI) பயன்படுத்தி சுமார் 150 மில்லியன் சாத்தியமான வேதியியல் கலவைகளை ஆய்வு செய்தனர். அதிக வெப்பநிலையிலும் நிலைத்திருக்கும் புதிய ஈயமற்ற மின்னணுப் பொருட்களை அவர்கள் இப்படிக் கண்டறிந்துள்ளனர். பொருள் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறையின் பேராசிரியர் ஹோ வான் ஜாங் தலைமையில் இந்த ஆய்வு நடத்தப்பட்டது. முதுகலை/முனைவர் மாணவர் குவான்வூ சாங் இதன் முதன்மை ஆசிரியர். இதன் முடிவுகள் நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் தேடிக்கொண்டிருந்தது 'டையலெக்ட்ரிக்குகள்' (dielectrics) எனப்படும் பொருட்களை. இவை மின்சாரம் நேரடியாகப் பாய்வதைத் தடுத்து, மின் சார்பைச் சேமிக்கும் காப்பீட்டுப் பொருட்கள். மொபைல் போன்கள், மின்சார வாகனங்கள் உள்ளிட்ட மின்னணு சாதனங்களில் காணப்படும் மல்டிலேயர் செராமிக் கெப்பாசிட்டர்களுக்கு (MLCCs) இவை இன்றியமையாதவை. அதிக 'டையலெக்ட்ரிக் மாறிலி' கொண்ட பொருள், அதே அளவில் அதிக மின் ஆற்றலைச் சேமிக்க உதவும். ஆனால், வெப்பநிலை உயரும்போதும் அந்தத் திறன் தொடர வேண்டும்.

இதற்காக, குழு 'மல்டிமோடல் இலக்கிய அகழ்வாய்வு' முறையை இயற்பியல் அடிப்படையிலான இயந்திரக் கற்றலுடன் இணைத்தது. இது வெளியிடப்பட்ட ஆய்வுக் கட்டுரைகளின் உரை, அட்டவணைகள், வரைபடங்களிலிருந்து தகவல்களைப் பிரித்தெடுக்கும் முறை. 448 ஆய்வுக் கட்டுரைகளிலிருந்து கலவைகள் மற்றும் செயலாக்க நிலைமைகளை பெரிய மொழி மாடல்கள் (LLM) பிரித்தெடுத்தன. வரைபடங்கள் எண் தரவுகளாக மாற்றப்பட்டு, வெப்பநிலைக்கு ஏற்ப ஒவ்வொரு பொருளின் டையலெக்ட்ரிக் பண்புகளும் எப்படி மாறின என்பது மீட்டெடுக்கப்பட்டது. இப்படி மொத்தம் 1,202 பதிவுகள் உருவாக்கப்பட்டன. வெவ்வேறு கட்டுரைகளின் தரவுகளை ஒப்பிட முடியும் வகையில், தனிமக் கலவை மற்றும் நுண் அமைப்பு தொடர்பான 22 இயற்பியல் விவரக்கூறுகளையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சேர்த்தனர்.

பின்னர், 30 தனித்தனியாகப் பயிற்சி பெற்ற இயந்திரக் கற்றல் மாடல்களை ஒருங்கிணைத்து, டையலெக்ட்ரிக் செயல்திறன் தொடர்பான மூன்று முக்கிய அளவீடுகளை ஒரே நேரத்தில் கணிக்குமாறு குழு செய்தது. மாடல்கள் ஒன்றுக்கொன்று எவ்வளவு ஒத்துப்போகின்றன என்பதைப் பொறுத்து, அதிக நம்பகத்தன்மை கொண்ட கலவைகளுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்பட்டது. இந்த முறை மூலம், சுமார் 150 மில்லியன் சாத்தியமான கலவைகளிலிருந்து 37 சாத்தியமான தேர்வுகள் மீதமாகின. அவற்றில் இரண்டு கலவைகள் ஆய்வகத்தில் தயாரிக்கப்பட்டு சோதிக்கப்பட்டன. இரண்டுமே அதிக டையலெக்ட்ரிக் மாறிலியுடன், அதிக வெப்பநிலையிலும் வலுவான நிலைத்தன்மையுடன் இருந்தன.

தகரம் (tin) கலந்த இந்த இரு புதிய ஈயமற்ற பொருட்களும் 'ரிலாக்சர் ஃபெரோஎலக்ட்ரிக்' என்னும் வகையைச் சேர்ந்தவை. இதில், வெப்பநிலை மாறும்போது மின் தன்மை படிப்படியாக மாறும். இவை பேரியம் டைட்டனேட்டுடன் ஒப்பிடப்பட்டன. பேரியம் டைட்டனேட்டின் டையலெக்ட்ரிக் மாறிலி 125 டிகிரி செல்சியஸ் அளவில் திடீரென மாறுகிறது. புதிய பொருட்களோ பரந்த வெப்பநிலை வீச்சில் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான டையலெக்ட்ரிக் மாறிலியைப் பேணின.