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《自然》雜志近日在線(xiàn)發(fā)布的一項研究成果顯示，美國西北大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種被稱(chēng)為“記憶晶體管”的新型器件，能同時(shí)發(fā)揮存儲器和信息處理功能，運行方式非常類(lèi)似神經(jīng)元。

計算機有單獨的處理和存儲單元，而大腦使用神經(jīng)元來(lái)執行這兩種功能。據物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，憑借憶阻器和晶體管的組合特性，該新型器件包含多個(gè)端子，能像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )那樣運行。

這項研究是在美國標準與技術(shù)研究院和國家科學(xué)基金會(huì )的支持下、2015年的工作成果基礎上開(kāi)展的。團隊使用單層二硫化鉬創(chuàng )建了一個(gè)三端門(mén)控可調憶阻器，以實(shí)現快速可靠的數字存儲器存儲。憶阻器是“記憶電阻器”的縮寫(xiě)，它是一種電流電阻器，可以“記住”以前施加于其上的電壓。

現在，團隊再次使用原子級薄的二硫化鉬和明確的晶界，讓其像木材纖維排列方式那樣，在材料內排列成有序區域——晶粒，當施加大電壓時(shí)，晶界促進(jìn)原子運動(dòng)，導致電阻變化。

由于二硫化鉬只有原子級那么薄，容易受到施加電場(chǎng)的影響，這種特性使其很容易被制成晶體管。研究人員解釋?zhuān)c以往使用單個(gè)二硫化鉬薄片的憶阻器不同，新型記憶晶體管使用多個(gè)小片組成的連續多晶二硫化鉬薄膜，能夠在整個(gè)晶圓上實(shí)現從單個(gè)薄片器件擴展到多個(gè)器件。

當器件的長(cháng)度大于單個(gè)晶體尺寸時(shí)，可以保證晶圓上每個(gè)器件都有晶界，因此大型器件陣列中可看到重復的、門(mén)控可調的憶阻響應。新論文中，團隊實(shí)現了一個(gè)七端子設備，其中一個(gè)端子可以控制其他六個(gè)端子之間的電流。這與大腦中的神經(jīng)元很相似，通常一個(gè)神經(jīng)元與多個(gè)其他神經(jīng)元相連。

目前，研究團隊正努力使記憶晶體管更小、運行速度更快，并計劃擴大生產(chǎn)。他們認為，記憶晶體管可以成為新神經(jīng)形態(tài)計算的基礎電路元件。