Project R-14948

Versnellen van kwantummechanische modelering van optische materiaaleigenschappen in halfgeleiders met behulp van kunstmatige intelligentie: van kleurcentra in diamant tot transitiemetaaloxides. (Onderzoek)

De optische eigenschappen van diamant en transitiemetaaloxiden (TMOs) maken ze veelbelovende materialen voor hightechtoepassingen. Dit vereist echter diepgaand begrip en rigoureuze controle van hun eigenschappen. Kwantummechanische modellering op atomaire schaal is bij uitstek geschikt voor deze taak. In diamant zijn honderden kleurcentra "bekend" aan de hand van hun nulfononlijn. De atomaire structuur van de meerderheid is echter onbekend, wat theoretische begrip beperkt en hun rol moeilijk te beoordelen maakt. TMOs anderzijds zijn interessant voor elektrochrome toepassingen (bijv. slimme ramen). Gemengde TMOs met zuurstofvacatures zijn hiervoor veelbelovend, maar het grote aantal te bestuderen structuren belemmert het vinden van verbanden tussen synthesecondities en atoomstructuur. Daarnaast zijn de rekenkosten voor deze systemen te hoog voor (veel) praktische berekeningen. Door het gebruik van kunstmatige intelligentie kunnen lichtere modellen worden voorgesteld zonder significant verlies aan nauwkeurigheid. Deze modellen, die leren van eenvoudige en kleine kwantummechanische berekeningen, kunnen de eigenschappen van de beoogde grote systemen voorspellen. Dergelijke modellen breiden niet alleen het toepassingsgebied van kwantummechanische modellering uit, maar maken simulaties ook duurzamer door de ecologische voetafdruk te verkleinen. Door gebruik te maken van een small-data aanpak kan deze voetafdruk nog verder verkleind worden op trainingsniveau.

01 september 2024 - 31 augustus 2028