MIT、半導体の原子欠陥を特定するAIモデルを開発
2026年3月30日 (月)
- •MITの研究チームが、非破壊的な中性子散乱データを用いて半導体内の6種類の原子欠陥を同時に特定するAIモデルを開発した。
- •2,000種類の半導体材料で学習されたこのモデルは、わずか0.2%という極めて低濃度の欠陥に対しても高い精度を発揮する。
- •マルチヘッドアテンション機構を活用し、複雑に重なり合う振動周波数を解読することで、高度な非破壊材料分析を実現した。
エンジニアたちは長年、鉄鋼やシリコンなどの材料性能を左右する微細な「欠陥」の測定に苦心してきた。導電性に寄与する有益な欠陥がある一方で、不純物などの望ましくない欠陥は製品の効率を著しく損なう要因となる。しかし、これまで原子レベルの不整を確認するには、材料を切断して内部を調べる破壊検査を伴うのが一般的であり、そのプロセスには限界があった。
マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究チームは、こうした材料科学の常識を覆す基盤AIモデルを導入した。このモデルは2,000種類の異なる半導体材料で学習されており、固体内の原子の揺れ方である「振動周波数」を解釈することで構造上の欠陥を特定する。特に、最新のチャットボットを支えるアーキテクチャと同じマルチヘッドアテンション機構を採用することで、最大6種類の異なる欠陥から生じる複雑な信号を正確に分離することに成功した。
この非破壊的なアプローチは、サンプルを傷つけることなく内部の状態を「完全な姿」として提示する。現在は中性子散乱施設という特殊な環境を必要とするが、チームはすでに、産業界で広く普及している光を用いた手法「ラマン分光法」への応用も進めている。この「欠陥科学」の飛躍的進歩は、工場でのリアルタイムな品質管理を可能にし、次世代の太陽電池やバッテリー、マイクロエレクトロニクスの生産を劇的に加速させるだろう。