[ad_1]

دانشمندان در حال کار بر روی مواد جدید برای ایجاد رایانه های نورومورفیک با طراحی مبتنی بر مغز انسان هستند. یک جز component مهم دستگاه ذخیره سازی است که مقاومت آن به سابقه دستگاه بستگی دارد – همانطور که پاسخ نورون های ما به ورودی قبلی بستگی دارد. دانشمندان مواد در دانشگاه گرونینگن رفتار اکسید تیتانیوم استرانسیم را که بستری برای مطالعه یک ممریستور است ، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند و از گرافن ماده دو بعدی برای مطالعه آن استفاده کردند. در 11 نوامبر سال 2020 ، نتایج در ژورنال منتشر شد مواد و رابط های برنامه ACS.

رایانه ها یک ماشین حساب غول پیکر و پر از سوئیچ هستند که مقدار آنها 0 یا 1 است. با استفاده از بسیاری از این سیستم های باینری ، رایانه ها می توانند خیلی سریع محاسبات را انجام دهند. از جنبه های دیگر ، رایانه ها بسیار کارآمد نیستند. مغز ما نسبت به ریزپردازنده استاندارد انرژی کمتری برای شناسایی چهره ها یا انجام سایر کارهای پیچیده مصرف می کند. این بدان دلیل است که مغز ما از سلول های عصبی تشکیل شده است که می تواند مقادیر زیادی غیر از 0 و 1 داشته باشد و به همین دلیل خروجی نورون ها به ورودی قبلی بستگی دارد.

جای خالی اکسیژن

اکسید تیتانیوم استرانسیم (STO) اغلب برای ایجاد مموریستورها ، سوئیچ های حافظه برای رویدادهای گذشته استفاده می شود. این ماده پروسکیت است که ساختار بلوری آن به دما بستگی دارد و می تواند در دماهای پایین به یک فروالکتریک اولیه تبدیل شود. رفتار فروالکتریک بیش از 105 کلوین از بین رفته است. دامنه ها و دیواره های دامنه ای که با این انتقال فاز همراه هستند موضوع تحقیق فعال هستند. با این حال ، هنوز کاملاً مشخص نیست که چرا مطالب همانگونه رفتار می کنند. تامالیکا بانرجی ، استاد اسپینترونیک مواد کاربردی در انستیتوی مواد مدرن در زرنیکه ، دانشگاه گرونینگن ، گفت: “این در لیگ خودش است.”

به نظر می رسد اتمهای اکسیژن موجود در کریستال کلیدی در رفتار آن باشد. بانرجی می گوید: “جای خالی اکسیژن می تواند از طریق بلور حرکت کند و این نقایص مهم هستند.” “علاوه بر این ، دیواره های کوره بلند در مواد وجود دارد ، و آنها هنگامی که به آن فشار وارد می شود جابجا می شوند.” مطالعات زیادی برای درک چگونگی این اتفاق انجام شده است ، اما بررسی این ماده پیچیده است. با این حال ، تیم بنرجی موفق به استفاده از ماده دیگری شد که در لیگ خودش است: گرافن ، یک ورق کربن دو بعدی.

رسانایی

بانرجی می گوید: “خواص گرافن توسط خلوص آن تعیین می شود ، در حالی که خواص STO از نقص در ساختار بلوری ناشی می شود. ما دریافتیم که ترکیب آنها منجر به بینش و فرصت های جدید می شود. بیشتر این کار توسط دانشجویان دکتری Banerjee Si Chen انجام شده است. او نوارهای گرافن را روی پوسته های STO قرار داد و هدایت را در دماهای مختلف اندازه گیری کرد و ولتاژ درب را بین مقادیر مثبت و منفی جابجا کرد. چن توضیح می دهد: “اگر بیش از حد الکترون یا سوراخ های مثبت ایجاد شده توسط ولتاژ شاتر ایجاد شود ، گرافن رسانا می شود”. “اما در نقطه ای که مقدار بسیار کمی الکترون و سوراخ وجود دارد ، نقطه دیراک ، رسانایی محدود است.”

در شرایط عادی ، موقعیت حداقل رسانایی با جهت ولتاژ گیت تغییر نمی کند. با این حال ، در نوارهای گرافن در بالای STO یک جدایی بزرگ بین حداقل موقعیت های هدایت برای حرکت به جلو و عقب وجود دارد. این اثر در 4 کلوین بسیار واضح است ، اما در 105 کلوین یا 150 کلوین کمتر مشهود است. تجزیه و تحلیل نتایج ، همراه با تحقیقات نظری انجام شده در دانشگاه اوپسالا ، نشان می دهد که جای خالی اکسیژن در نزدیکی سطح STO مسئول است.

حافظه

بانرجی: “انتقال فاز زیر 105 کلوین ساختار کریستال را کشیده و دو قطبی ایجاد می کند. ما نشان می دهیم که جای خالی اکسیژن در دیواره های دامنه تجمع می یابد و این دیواره ها کانالی برای حرکت جای خالی اکسیژن ارائه می دهند. این کانال ها مسئول رفتار به یادماندنی در STO هستند. تجمع کانال های اکسیژن آزاد در ساختار بلوری STO تغییر به موقعیت حداقل رسانایی را توضیح می دهد.

چن آزمایش دیگری را نیز انجام داد: “ما ولتاژ گیت STO را -80 ولت نگه داشتیم و تقریباً نیم ساعت مقاومت در گرافن را اندازه گرفتیم. در این دوره ، ما تغییر مقاومت را مشاهده کردیم ، که نشان دهنده انتقال از سوراخ به هدایت الکترونیکی است. “این اثر عمدتا به دلیل تجمع سایت های فاقد اکسیژن در سطح STO است.

به طور کلی ، آزمایشات نشان می دهد که خصوصیات ماده کامپوزیت STO / گرافن از طریق حرکت هر دو الکترون و یون ، هر کدام در مقیاس های زمانی مختلف تغییر می کنند. بانرجی: “با جمع آوری این یکی یا دیگری ، می توانیم از زمان های مختلف پاسخ برای ایجاد جلوه های حافظه استفاده کنیم که قابل مقایسه با جلوه های حافظه کوتاه مدت یا بلند مدت است.” این مطالعه بینش جدیدی در مورد رفتار حافظه STO ارائه می دهد. “و ترکیب با گرافن با ترکیب مواد فروالکتریک و مواد دو بعدی ، مسیر جدیدی را به ساختارهای متخلخل یادبودی باز می کند.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه گرونینگن. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: khabar-erfan.ir