Forskere tester nyt materiale til neurocomputere

Forskere fra National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), arbejder i samarbejde med forskere fra det russiske videnskabsakademi, har foreslået nye materialer, hvor den bipolare effekt af resistive switchings (BERS) kan realiseres. Væsentligt, disse materialer kunne tjene som grundlag for at udvikle en computer baseret på memristors, der kan lagre og behandle data på en måde, der ligner menneskelige hjernens neuroner. Resultaterne af forskningen blev offentliggjort i Materialer Bogstaver .

BERS -fænomenet er et populært forskningsområde inden for de grundlæggende og anvendte videnskaber. Det kan bruges til at udvikle ikke-flygtige to-terminale hukommelsesceller, såvel som for memristors, det fjerde grundelement inden for elektronik. Memristors kunne tjene som grundlag for en ny tilgang til databehandling, såkaldt membranberegning.

Membran computing er en ny metode til databehandling, hvor korttids (RAM) og langtids (RAM) hukommelse drives af elementer, der ligner neuroner i den menneskelige hjerne. Effekten af ​​resistiv omskiftning opstår, når et eksternt elektrisk felt ændrer et materiales ledningsevne med flere grader, derved realisere metastabile højresistive og lavresistive forhold. Hvis omskiftningens art afhænger af det elektriske felts retning, effekten kaldes bipolar.

Selve omskiftningens fysiske mekanisme afhænger af materialetypen. Dette kan omfatte dannelse af ledende kanaler via migration af metalioner, dannelsen af ​​Schottky -barrierer, metal -isolator faseovergange, og andre processer.

MEPhI leder i øjeblikket efter nye materialer, der kan demonstrere BERS. Tidligere, forskere fandt ud af, at BERS kan observeres i systemer med en stærk elektronkorrelation, f.eks., materialer med høj magnetoresistens og høj temperatur superledere.

Til sidst, forskerne besluttede til fordel for epitaksiale felter, der dannes på overfladen af ​​et enkeltkrystallinsk substrat af strontiumtitanat (epitaxy er en regelmæssig og organiseret vækst af et krystallinsk stof på et andet). Forskerne beviste, at disse felter kan bruges til at oprette memristors til en ny generation af computere.

"Innovationen i denne forskning er at anvende litografien, der gør det muligt at udvikle teknologien til miniaturisering af resistive hukommelseselementer, "sagde Andrei Ivanov, lektor i Solid-State Physics and Nanosystems Department ved MEPhI.