它不是生存的,也没有大脑的成分,但是研究人员发现,一个称为二氧化钒的分子可以“记住”以前的外部刺激。
这是该功能第一次在材料中发现,但可能不是最后一个。此外,该发现对电子设备的演变(特别是数据处理和存储)具有一些有趣的含义。
“在这里,我们介绍了二氧化钒中的电子可访问的长期结构状态,可以为数据存储和处理提供方案,”由瑞士的电气工程师Mohammad Samizadeh Nikoo领导的研究人员写道,瑞士的莱桑尼莱桑尼(Fédéralede Lausanne)的工作。
“这些类似玻璃的功能设备在速度,能耗和微型化方面都可以胜过常规的金属氧化物 - 氧化 - 氧化 - 氧化物 - 氧化通导器电子设备,并为神经形态计算和多层次记忆提供了途径。”
最近,以二氧化钒(VO2)为半导体的能力胜过硅的能力,最近已将其作为硅作为电子设备的基础的替代方案而闻名。
此外,VO2还充当68摄氏度以下的绝缘体(154.4华氏度)。尽管如此,它仍然高于该阈值温度,它迅速转化为具有较强电导率的金属,一种称为金属 - 绝缘体过渡的转换。
科学家们最近才发现原因:随着温度的升高,原子在晶格模式中的排列方式变化。然后,当温度恢复正常时,材料将恢复为绝缘体状态。
Samizadeh Nikoo的最初目标是确定VO2从绝缘子转变为金属需要多长时间,相反,在翻转开关时进行测量。尽管返回其初始状态,但仍指示的数据;VO2的举止好像记得最近的活动。
调查将电流带到了材料,特别是从一侧到另一侧。该电流加热了VO2,导致其转移状态 - 上述原子结构重排。当电流释放时,原子结构展开至原始状态。后来,再次应用电流。
EPFL的电气工程师Elison Matioli解释说:“ VO2似乎'记住'第一阶段过渡,并预测下一个阶段。”
“我们没想到会看到这种记忆效应,它与电子状态无关,而与材料的物理结构无关。这是一个新颖的发现:没有其他材料以这种方式行为。”
该小组的研究发现,VO2至少三个小时保留了有关最近应用电流的信息。Matioli说,它可能会更长的时间,但是“我们目前没有所需的工具来衡量这一点。”
开关模仿了大脑中神经元的功能,该功能既是记忆单元又是处理器。结果,以类似概念(称为神经形态技术)建立的计算可以比传统的芯片和电路板具有显着优势。
VO2似乎检查了愿望清单上的所有框中的内存设备:考虑到材料固有的这一双重特征,具有出色的容量,高速和可扩展性的潜力。此外,与以电气状态控制的二进制格式编码数据的内存设备相比,其功能为其提供了优势。
研究人员写道:“我们报道了VO2中类似玻璃的动力学,可以在次纳秒秒尺度上激发,并在及时监测了几个幅度,从微秒到小时。”
“因此,我们的功能设备可能会在缩小,快速运行和降低电压供应水平方面可能满足电子设备的持续需求。”
该研究已发表在自然电子。