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Nature Synthesis:智能原子機器人合成磁性納米石墨烯
納米技術 納米 2024-02-29

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具有單個化學鍵精度的碳基量子材料的原子規模制造在推進具有非常規性質的定制量子材料方面具有巨大前景,同時對于下一代自旋電子器件和量子信息技術的發展至關重要。表面輔助合成和探針輔助操作等表面化學方法面臨著難以控制反應選擇性的問題,以及面臨著難以進行擴展、生產效率低的局限。

有鑒于此,新加坡國立大學呂炯Chun Zhang清華大學王笑楠報道將探針化學技術和人工智能結合發展了化學家直覺式原子機器人探針chemist-intuited atomic robotic probe概念。這種方法能夠進行原子精度的單分子操作,并且合成精度達到個化學鍵的單分子量子π磁體。

本文要點

(1)

通過深度神經網絡將復雜的探針化學過程轉化為機器可操作的任務。同時,通過提取數據的關鍵化學信息,從而能夠以化學家直覺的認識方式理解難以捉摸的反應機制。

(2)

通過實驗和理論的結合研究,發現電壓控制的雙電子激發能夠誘導產生六鍵同步結構轉變,以擴展由苯基C(sp2)-H鍵激活觸發的單分子量子π-磁體的鋸齒形邊緣拓撲,實驗結果與深度神經模型給出的初始推測相互符合。這項研究實現了從自主制造到智能合成的轉變,選擇性和操作的精度比現有合成工具更好,改進了有機量子材料的合成方法,有助于實現在芯片上集成有機量子材料。

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參考文獻

Su, J., Li, J., Guo, N. et al. Intelligent synthesis of magnetic nanographenes via chemist-intuited atomic robotic probe. Nat. Synth (2024)

DOI: 10.1038/s44160-024-00488-7

https://www.nature.com/articles/s44160-024-00488-7


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