Сверточные нейронные сети для предсказания морфологических и нелинейно-оптических свойств тонких пленок квазидвумерных материалов

Двумерные материалы являются перспективными кандидатами для создания планарных фотонных устройств. Основной проблемой использования таких материалов для прикладных применений является сложность создания пленок заданных геометрических параметров. Так, пленки двумерных материалов, изготовленные методами отщепления или химического осаждения, обычно распределяются случайным образом по большой площади и имеют большой разброс толщин. В данной работе мы используем сверточные нейронные сети для предсказания толщины пленки квазидвумерного материала на основе данных оптической микроскопии. В качестве тестового материала был выбран гексагональный нитрид бора, активно использующийся при создании плоских электронный и оптоэлектронных устройств. Благодаря высокому пространственному разрешению микроскопии удается добиться большой точности в предсказании толщин ровных областей образца, что позволяет проводить быструю характеризацию структур. Кроме того, на примере сигнала третьей оптической гармоники, мы показываем возможность предсказания величины нелинейно-оптического отклика пленки, что расширяет область применимости метода.