p Os materiais híbridos funcionais combinam componentes orgânicos e inorgânicos e têm muitas propriedades vantajosas. Eles são comumente utilizados em tecnologias emergentes, como novos dispositivos eletrônicos e soluções de energia verde. O controle das propriedades desses materiais requer conhecimento detalhado de sua estrutura atômica, em particular a configuração de adsorbatos moleculares na interface híbrida orgânica-inorgânica. Identificar a estrutura de adsorbatos não planares volumosos é muitas vezes inatingível, mesmo com ferramentas de última geração. Interpretar a estrutura de moléculas volumosas de imagens de microscopia de força atômica (AFM) é um desafio, e encontrar as estruturas estáveis ​​usando simulações de mecânica quântica é computacionalmente intratável com os métodos convencionais. Em um trabalho recente de Jari Järvi, Benjamin Alldritt, Ondřej Krejčí, Milica Todorović, Peter Liljeroth e Patrick Rinke, um novo método interdisciplinar foi desenvolvido para identificar adsorbatos volumosos, combinando pesquisa de estrutura de inteligência artificial com simulações e experimentos de AFM. p Nesta nova abordagem, as estruturas estáveis ​​do modelo são primeiro identificadas usando a ferramenta de inteligência artificial Bayesian Optimization Structure Search (BOSS), que foi recentemente desenvolvido no CEST. As melhores estruturas candidatas são digitalizadas em pilhas de imagens usando simulações AFM com diferentes alturas da ponta do microscópio. As estruturas do modelo são correlacionadas aos experimentos, comparando os recursos da imagem nas pilhas de imagens AFM simuladas e experimentais, que permite identificar as configurações experimentais. Em um artigo recente, J. Järvi et al. demonstraram este método identificando a estrutura da (1S) -cânfora (uma molécula volumosa típica) na superfície do Cu (111). Este material foi previamente estudado com AFM, mas inferir a estrutura das imagens foi inconclusivo. Usando esta nova abordagem, eles identificaram com sucesso três configurações distintas de (1S) -cânfora em Cu (111) nos experimentos.

p O método apresentado pode ser aplicado a outros problemas de pesquisa de estruturas de adsorção e combinado com outras técnicas experimentais. Analisar moléculas individuais é apenas o primeiro passo para estudar conjuntos moleculares mais complexos e, subsequentemente, a formação de monocamadas. O conhecimento estrutural adquirido pode ajudar a otimizar as propriedades funcionais desses materiais.

p O artigo de pesquisa foi publicado em Materiais Funcionais Avançados .