(CONNECT) Une équipe interdisciplinaire de chercheurs du Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche (Empa) à Dübendorf et à Thoune a réussi à calculer, au moyen de l'intelligence artificielle (IA), la structure amorphe de couches minces d'oxyde d'aluminium, qui possède la formule chimique Al2O3 au niveau atomique. Selon un communiqué, leur modèle, qui combine des données expérimentales, des simulations de haute performance et l'apprentissage automatique, fournit des informations sur l'arrangement atomique dans les couches amorphes d'Al2O3 et est le premier du genre.
En plus des formes cristallines bien analysées, l'oxyde d'aluminium peut également se présenter sous une forme désordonnée, c'est-à-dire amorphe. "Les matériaux cristallins sont constitués de petites sous-unités qui se répètent régulièrement", explique Vladyslav Turlo, du laboratoire Advanced Materials Processing de l'Empa à Thoune, cité dans le communiqué. Ceux-ci peuvent être facilement analysés. En revanche, les structures amorphes sont difficiles à étudier et encore plus à modéliser. "Si nous devions simuler la croissance d'un mince revêtement d'oxyde d'aluminium amorphe à l'échelle atomique, le calcul avec les méthodes actuelles prendrait plus de temps que l'âge de l'univers", poursuit Turlo.
En collaboration avec des chercheurs du laboratoire Mechanics of Materials and Nanostructures et du laboratoire Joining Technologies and Corrosion de Dübendorf, l'équipe a combiné des données expérimentales, des simulations de haute performance et l'apprentissage automatique. En l'espace d'une journée, ils ont ainsi obtenu des informations sur l'arrangement atomique dans les couches amorphes d'Al2O3. Outre les atomes d'aluminium et d'oxygène du matériau, les atomes d'hydrogène inclus ont également été pris en compte dans les analyses. "L'oxyde d'aluminium amorphe contient des quantités d'hydrogène plus ou moins importantes selon la méthode de fabrication", explique le co-auteur Ivo Utke du laboratoire Mechanics of Materials and Nanostructures. Les chercheurs y voient également une approche pour une future utilisation de l'alumine amorphe dans la production d'hydrogène vert. Les résultats sont actuellement publiés dans la revue spécialisée "npj Computational Materials". ce/eb