Memristoreita ja atomristoreita

Tutkijat työskentelevät aivomaisten neuromorfisten tietokoneiden luomiseksi. Tärkeä komponentti siinä on memristiivinen rakenne, jonka resistanssi riippuu sen historiasta - aivan kuten neuronien vaste riippuu edellisestä syötteestä.

Aivomme prosessoivat informaatiota neuronien kautta ja niillä voi olla mikä tahansa väliarvo perustuen pitkän tai lyhyen aikavälin muistin menneisyydessä saamastansa syötteestä.

Groningenin yliopiston materiaalitutkijat analysoivat strontium-titaanioksidin (STO) käyttäytymistä memristoritutkimukseen ja käyttivät 2D-grafeenia koettimena.

He havaitsivat kuinka tämä strontium-titaanioksidi voi muuttaa resistanssiansa elektronien määrän muutosten tai happirakenteiden puuttumisen aiheuttamien vikojen kertymisen perusteella. Nämä oivallukset, jotka saatiin yhdistämällä STO grafeeniin, voivat johtaa sellaisten memristorien luomiseen, jotka reagoivat ajassa eri tavalla, vastaten lyhytaikaista ja pitkäaikaista muistia.

Kaiken kaikkiaan kokeet osoittavat, että yhdistetyn STO/grafeenimateriaalin ominaisuudet muuttuvat sekä elektronien että ionien liikkuessa, kumpikin eri aikaskaaloissa, toteavat tutkijat. 'Keräämällä jompaa kumpaa voimme käyttää erilaisia vasteaikoja luomaan memristiivisiä vaikutuksia, joita voidaan verrata lyhyen tai pitkän aikavälin muistivaikutuksiin.'

Tutkimus luo uusia oivalluksia STO-memristoreiden käyttäytymisestä. 'Ja yhdistelmä grafeenin kanssa avaa uuden polun memristiivisiin heterostruktuureihin, joissa yhdistyvät ferrosähköiset materiaalit ja 2D-materiaalit.'

Texas Austin yliopiston insinöörit julkistivat kaksi vuotta sitten maailman ohuimman muistirakenteen. Silloinen rakenne - jota tutkimusryhmä kutsui "atomristoriksi" – sisälsi vain yhden atomikerroksen.

Nyt he ovat luoneet vieläkin pienimmän muistirakenteen. Ja prosessin aikana he keksivät fysiikan dynamiikan, joka vapauttaa tiheän muistin tallennusominaisuudet näille pienille rakenteille.

"Skaalautumisen tieteellinen pyhä graali on laskemassa tasolle, jossa yksittäinen atomi ohjaa muistitoimintoa, ja tämän saimme aikaan uudessa tutkimuksessa", professori Deji Akinwande toteaa.

Akinwanden laite kuuluu memristorien luokkaan, jossa muutetaan kahden terminaalin välistä resistanssia ilman, että tarvitaan kolmatta terminaalia eli porttia. Tämä tarkoittaa, että ne voivat olla pienempiä kuin nykyiset muistirakenteet ja niillä voi olla enemmän tallennuskapasiteettia.

Tämä memristorin versio, joka on kehitetty Oak Ridgen kansallisen laboratorion tiedelaitteiden avulla, lupaa kapasiteetin olevan noin 25 terabittiä neliösenttimetriä kohden. Tämä on sata kertaa suurempi muistitiheys kerrosta kohti kuin verrattuna kaupallisesti saataviin flash-muistilaitteisiin.

Aiheesta aiemmin:

Atomistoreita ja memristoreita

Tarkkuutta tekoälyyn

Tarkempia ja tehokkaampia memristoreita