Исследователи EPFL обнаружили, что диоксид ванадия (VO2), соединение, используемое в электронике, способно "запоминать" всю историю предыдущих внешних раздражителей. Это первый материал, который был идентифицирован как обладающий этим свойством, хотя могут быть и другие.
Мохаммад Самизаде Никоо, аспирант исследовательской лаборатории силовой и широкополосной электроники EPFL (PowerLab), сделал случайное открытие во время своего исследования фазовых переходов в диоксиде ванадия (VO2). В2 имеет изолирующую фазу при расслаблении при комнатной температуре и претерпевает резкий переход от изолятора к металлу при 68 ° C, при котором изменяется его решетчатая структура. Классически, ВО2 обладает энергозависимой памятью: "материал возвращается обратно в изолирующее состояние сразу после снятия возбуждения", - говорит Самизаде Никоо. Для своей диссертации он задался целью выяснить, сколько времени требуется для ВО2 для перехода из одного состояния в другое. Но его исследования повели его по другому пути: после проведения сотен измерений он заметил эффект памяти в структуре материала.
Неожиданное открытие
В своих экспериментах Самизаде Никоо прикладывал электрический ток к образцу ВО2. "Ток перемещался по материалу, следуя траектории, пока не вышел с другой стороны", - объясняет он. Поскольку ток нагревал образец, это вызывало VO2 чтобы изменить состояние. И как только ток прошел, материал вернулся в свое исходное состояние. Затем Самизаде Нику подал на материал второй импульс тока и увидел, что время, необходимое для изменения состояния, напрямую связано с историей материала. "ВО2 казалось, что он "помнит" первый фазовый переход и предвосхищает следующий", - объясняет профессор. Элисон Матиоли, которая возглавляет PowerLab. "Мы не ожидали увидеть такого рода эффект памяти, и он не имеет ничего общего с электронными состояниями, а скорее с физической структурой материала. Это новое открытие: ни один другой материал не ведет себя подобным образом".
Память на срок до трех часов
Далее исследователи обнаружили, что ВО2 способен запоминать свой самый последний внешний стимул на срок до трех часов. "Эффект памяти действительно может сохраняться в течение нескольких дней, но в настоящее время у нас нет инструментов, необходимых для его измерения", - говорит Матиоли.
Открытие исследовательской группы важно, потому что эффект памяти, который они наблюдали, является врожденным свойством самого материала. Инженеры полагаются на память для выполнения всех видов вычислений, и материалы, которые могли бы улучшить процесс вычислений, предлагая большую емкость, скорость и миниатюризацию, пользуются большим спросом. ВО2 отметьте все три из этих полей. Более того, его непрерывная структурная память отличает его от обычных материалов, которые хранят данные в виде двоичной информации, зависящей от манипулирования электронными состояниями.
Исследователи провели множество измерений, чтобы прийти к своим выводам. Они также подтвердили свои результаты, применив новый метод к различным материалам в других лабораториях по всему миру. Это открытие хорошо воспроизводит то, что происходит в мозге, поскольку ВО2 переключатели действуют точно так же, как нейроны.
Комментарии