瑞士研究人员发现,电子产品中使用的二氧化钒能够“记住”先前外部刺激的全部历史,研究成果发表在《自然·电子学》杂志上。这是第一个拥有这种能力的已知材料,但其他材料也可能存在。
洛桑联邦理工学院功率和宽带隙电子研究实验室研究人员在研究二氧化钒的相变过程中发现,二氧化钒在室温下松弛时具有绝缘相,并在68°C时经历陡峭的绝缘体到金属的转变,其晶格结构发生变化。传统上,二氧化钒表现出易失性记忆(材料在消除激发后立即恢复到绝缘状态)。研究人员在进行了数百次测量后,观察到材料结构中的记忆效应。
具体而言,材料从一种状态过渡到另一种状态需要多长时间,当该材料达到68摄氏度时,它经历了一个从绝缘体到金属的相变。他的测试涉及到向材料施加电流,当它从一边移动到另一边时,电流会加热它(并导致它改变状态)。一旦电流通过,材料就会冷却并恢复到其原始状态。在记录了数百次测量后,科研人员发现了该材料结构中的“记忆”效应。当对该材料施加第二个电流脉冲时,注意到它改变相变的时间与它的历史直接相关。
Elison Matioli教授说:“二氧化硅似乎‘记住’了第一个相变,并预见到了下一个相变,”他是这一发现的实验室负责人。“我们没有想到会看到这种‘记忆’效应,它与电子状态无关,而是与材料的物理结构有关,”这位教授补充说。
研究人员发现二氧化钒能记住其最近的外部刺激长达3个小时。这就像是很好地复制了大脑中发生的事情,因为二氧化钒开关的作用就像神经元一样。“记忆”效应甚至可能持续更长的时间--也许甚至是几天--但该团队没有进行这些测量所需的仪器。
该项发现的重要性在于,观察到的记忆效应是材料本身的固有特性。一种能够通过更大的容量、小型化和速度来提高计算性能的材料将是电子制造商的福音,而二氧化钒可以做到这一点。
2022-10-18 08:09:29
海森大数据