I ricercatori della Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University (SPbPU) in collaborazione con i colleghi della Southern Federal University e dell'Indian Institute of Technology-Madras (IIT Madras) hanno suggerito di utilizzare metodi di apprendimento automatico per prevedere le proprietà dei cristalli di zaffiro artificiale, un materiale unico ampiamente utilizzato nella microelettronica, ottica ed elettronica. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel Journal of Electronic Science and Technology e l'illustrazione dell'articolo è stata pubblicata sulla copertina del giornale.

I metodi di apprendimento automatico stanno diventando sempre più popolari per accelerare la progettazione di nuovi materiali prevedendo le proprietà dei materiali. La minimizzazione di vari difetti nella struttura cristallina è estremamente importante per il miglioramento e lo sviluppo delle moderne tecnologie per la crescita artificiale del cristallo di zaffiro.

Gli scienziati osservano che lo scopo dello studio è ridurre vari difetti nei cristalli di zaffiro e migliorare e sviluppare tecnologie moderne per la coltivazione di cristalli artificiali.

"Il nostro team di ricerca ha ottenuto i modelli dell'influenza dei parametri di crescita dei cristalli sulla crescita dei cristalli di zaffiro. Abbiamo sviluppato il software che è considerato uno strumento universale per studiare l'influenza di vari parametri sulla qualità dei cristalli. Può essere ampiamente utilizzato per valutare e prevedere i difetti in un cristallo in crescita, " disse Aleksej Filimonov, Professore della Scuola Superiore di Fisica dell'Ingegneria presso l'Università Politecnica Pietro il Grande di San Pietroburgo (SPbPU).

Julia Klunnikova, Professore Associato presso la Southern Federal University (SFU), aggiunge:"Utilizziamo lo schema in cui i moduli predittivi vengono sviluppati separatamente utilizzando lo strumento di data mining Orange Canvas. Per il sistema di supporto decisionale, il nostro gruppo ha sviluppato uno speciale strumento software per analizzare la qualità dei cristalli risultanti, che consente di ottimizzare il processo di crescita dei cristalli."

Ravi Kumar, Responsabile del Laboratorio per la Ceramica ad Alte Prestazioni e Professore al Dipartimento di Metallurgia e Materiali Ing., presso l'Indian Institute of Technology-Madras (IIT Madras), è fiducioso che l'applicazione industriale di tali metodi aumenterà il livello di automazione della produzione di cristalli con una combinazione predefinita di proprietà che possono essere importanti per una particolare applicazione nella micro e nanoelettronica. La soluzione di questi problemi scientifici e ingegneristici presuppone l'uso delle tecnologie dell'informazione nella produzione di cristalli a un nuovo livello.

Attualmente, il team di autori sta lavorando per aumentare il numero di dati sperimentali, che fornirà nuove opportunità di previsione e ne aumenterà la precisione. Si prevede di riconoscere le immagini del cristallo dalla camera del forno e di prevedere l'influenza delle condizioni sulla qualità del cristallo.