電子產(chǎn)品中使用的二氧化釩：可以像大腦一樣“記憶”
核心提示：8月23日消息，EPFL 研究人員發(fā)現(xiàn)，電子產(chǎn)品中使用的二氧化釩 (VO 2 ) 能夠“記住”先前外部刺激的整個(gè)歷史。這是第一個(gè)被確定為
8月23日消息，EPFL 研究人員發(fā)現(xiàn)，電子產(chǎn)品中使用的二氧化釩 (VO 2 ) 能夠“記住”先前外部刺激的整個(gè)歷史。這是第一個(gè)被確定為具有該屬性的材料，但可能還有其他材料。
Mohammad Samizadeh Nikoo 博士是 EPFL 功率和寬帶隙電子研究實(shí)驗(yàn)室 (POWERlab) 的一名學(xué)生，他在研究二氧化釩 (VO 2 )的相變過(guò)程中有了一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)。VO 2在室溫下松弛時(shí)具有絕緣相，并在 68 °C 時(shí)經(jīng)歷絕緣體到金屬的轉(zhuǎn)變，其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。傳統(tǒng)上，VO 2表現(xiàn)出易失性記憶，材料在消除激發(fā)后立即恢復(fù)到絕緣狀態(tài)。但他的研究使他走上了一條不同的道路：在進(jìn)行了數(shù)百次測(cè)量后，他觀察到材料結(jié)構(gòu)中的記憶效應(yīng)。
二氧化釩 (VO2)，一種能夠“記住”先前外部刺激整個(gè)歷史的化合物。圖片來(lái)源：POWERlab / 2022 EPFL
在他的實(shí)驗(yàn)中，Samizadeh Nikoo 將電流施加到 VO 2樣品上。電流穿過(guò)材料，沿著一條路徑移動(dòng)，直到它從另一側(cè)退出。當(dāng)電流加熱樣品時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致 VO 2改變狀態(tài)。而一旦電流過(guò)去，物質(zhì)又恢復(fù)了初始狀態(tài)。
Samizadeh Nikoo 將第二個(gè)電流脈沖施加到材料上，發(fā)現(xiàn)改變狀態(tài)所需的時(shí)間與材料的歷史直接相關(guān)。
“VO 2似乎‘記住’了第一個(gè)相變并預(yù)測(cè)了下一個(gè)相變，”P(pán)OWERlab 負(fù)責(zé)人 Elison Matioli 教授解釋說(shuō)：“我們沒(méi)想到會(huì)看到這種記憶效應(yīng)，它與電子狀態(tài)無(wú)關(guān)，而是與材料的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)：沒(méi)有其他材料以這種方式表現(xiàn)?！?/span>
研究人員繼續(xù)發(fā)現(xiàn)VO 2能夠記住其最近三個(gè)小時(shí)的外部刺激。
“記憶效應(yīng)實(shí)際上可以持續(xù)幾天，但我們目前沒(méi)有測(cè)量它所需的儀器，”馬蒂奧利說(shuō)。
研究小組的發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樗麄冇^察到的記憶效應(yīng)是材料本身的固有特性。工程師依靠?jī)?nèi)存來(lái)執(zhí)行各種計(jì)算，而能夠通過(guò)提供更大容量、速度和小型化來(lái)增強(qiáng)計(jì)算過(guò)程的材料的需求量很大。VO 2勾選了所有這三個(gè)框。更重要的是，它的連續(xù)結(jié)構(gòu)記憶使其與傳統(tǒng)材料不同，傳統(tǒng)材料將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為依賴(lài)于電子狀態(tài)操作的二進(jìn)制信息。
研究人員進(jìn)行了一系列測(cè)量以得出他們的發(fā)現(xiàn)。他們還通過(guò)將新方法應(yīng)用于世界各地其他實(shí)驗(yàn)室的不同材料來(lái)證實(shí)他們的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)很好地復(fù)制了大腦中發(fā)生的事情，因?yàn)?VO 2開(kāi)關(guān)的作用就像神經(jīng)元一樣。
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_515155.html
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Mohammad Samizadeh Nikoo 博士是 EPFL 功率和寬帶隙電子研究實(shí)驗(yàn)室 (POWERlab) 的一名學(xué)生，他在研究二氧化釩 (VO 2 )的相變過(guò)程中有了一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)。VO 2在室溫下松弛時(shí)具有絕緣相，并在 68 °C 時(shí)經(jīng)歷絕緣體到金屬的轉(zhuǎn)變，其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。傳統(tǒng)上，VO 2表現(xiàn)出易失性記憶，材料在消除激發(fā)后立即恢復(fù)到絕緣狀態(tài)。但他的研究使他走上了一條不同的道路：在進(jìn)行了數(shù)百次測(cè)量后，他觀察到材料結(jié)構(gòu)中的記憶效應(yīng)。
二氧化釩 (VO2)，一種能夠“記住”先前外部刺激整個(gè)歷史的化合物。圖片來(lái)源：POWERlab / 2022 EPFL
在他的實(shí)驗(yàn)中，Samizadeh Nikoo 將電流施加到 VO 2樣品上。電流穿過(guò)材料，沿著一條路徑移動(dòng)，直到它從另一側(cè)退出。當(dāng)電流加熱樣品時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致 VO 2改變狀態(tài)。而一旦電流過(guò)去，物質(zhì)又恢復(fù)了初始狀態(tài)。
Samizadeh Nikoo 將第二個(gè)電流脈沖施加到材料上，發(fā)現(xiàn)改變狀態(tài)所需的時(shí)間與材料的歷史直接相關(guān)。
“VO 2似乎‘記住’了第一個(gè)相變并預(yù)測(cè)了下一個(gè)相變，”P(pán)OWERlab 負(fù)責(zé)人 Elison Matioli 教授解釋說(shuō)：“我們沒(méi)想到會(huì)看到這種記憶效應(yīng)，它與電子狀態(tài)無(wú)關(guān)，而是與材料的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)：沒(méi)有其他材料以這種方式表現(xiàn)?！?/span>
研究人員繼續(xù)發(fā)現(xiàn)VO 2能夠記住其最近三個(gè)小時(shí)的外部刺激。
“記憶效應(yīng)實(shí)際上可以持續(xù)幾天，但我們目前沒(méi)有測(cè)量它所需的儀器，”馬蒂奧利說(shuō)。
研究小組的發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樗麄冇^察到的記憶效應(yīng)是材料本身的固有特性。工程師依靠?jī)?nèi)存來(lái)執(zhí)行各種計(jì)算，而能夠通過(guò)提供更大容量、速度和小型化來(lái)增強(qiáng)計(jì)算過(guò)程的材料的需求量很大。VO 2勾選了所有這三個(gè)框。更重要的是，它的連續(xù)結(jié)構(gòu)記憶使其與傳統(tǒng)材料不同，傳統(tǒng)材料將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為依賴(lài)于電子狀態(tài)操作的二進(jìn)制信息。
研究人員進(jìn)行了一系列測(cè)量以得出他們的發(fā)現(xiàn)。他們還通過(guò)將新方法應(yīng)用于世界各地其他實(shí)驗(yàn)室的不同材料來(lái)證實(shí)他們的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)很好地復(fù)制了大腦中發(fā)生的事情，因?yàn)?VO 2開(kāi)關(guān)的作用就像神經(jīng)元一樣。
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