Cristais de Atom-Skinny fornecem nova maneira de alimentar o futuro da memória do computador

Think about o smartphone no seu bolso, os knowledge facilities que alimentam inteligência synthetic ou os monitores de saúde vestíveis que rastreiam seu batimento cardíaco. Todos eles dependem de chips de memória famosos para energia para armazenar e processar informações. À medida que a demanda por recursos de computação continua a subir, o mesmo ocorre com a necessidade de dispositivos de memória menores, mais rápidos e muito mais eficientes.

Um novo estudo dos físicos de Auburn deu um passo importante para enfrentar esse desafio.

O estudo, “comutação assistida por eletrodos em memristores com base em dichalcogenetos de metallic de transição de cristal único”. publicado em Materiais Aplicados e Interfaces ACSmostra como os Memristores-Extremely-Skinny dispositivos de memória que “lembre -se” do passado Sinais elétricos– Suba seu estado com a ajuda de eletrodos e alterações atômicas sutis dentro do materials.

No coração do trabalho estão Dichalcogenetos de metallic de transição (TMDs), cristais que podem ser descascados em alguns filmes de poucos espessos. Esses materiais podem se comportar como semicondutores, bloquear a corrente ou como metais, conduzindo -o livremente.

A equipe de Auburn demonstrou que anexar diferentes eletrodos de metallic pode inclinar o equilíbrio entre esses dois estados, fornecendo aos engenheiros uma nova e poderosa maneira de ajustar o desempenho do dispositivo.

“Esta é uma ciência basic com implicações muito práticas”, diz o Dr. Marcelo Kuroda, professor associado de física da Universidade de Auburn e autor sênior do estudo.

“Ao escolher o eletrodo certo, podemos fazer com que esses dispositivos mudem de maneira mais confiável e com menor potência. É exatamente isso que precisamos para a próxima geração de eletrônicos.

Da inteligência synthetic aos cuidados de saúde

A descoberta tem aplicações abrangentes. Como os memristores imitam a maneira como os neurônios fortalecem e enfraquecem suas conexões, eles são um ajuste pure para a computação neuromórfica – {hardware} projetado para pensar e aprender como o cérebro humano. Tais sistemas poderiam ser executados inteligência synthetic em uma fração de hoje custo de energia.

Mas a promessa não para por aí. Como os TMDs podem ser feitos apenas alguns átomos de espessura, eles também são candidatos a eletrônicos flexíveis e vestíveis. Think about implantes médicos que duram anos em uma única bateria ou roupas inteligentes tecidas com sensores que se adaptam ao seu corpo em tempo actual.

“À medida que nosso mundo se torna mais conectado, dos servidores de IA a dispositivos vestíveis, a pegada energética da computação está se tornando um desafio world”, explica o Dr. Kuroda. “Nosso trabalho aponta para um caminho em que podemos construir eletrônicos poderosos e sustentáveis”.

Quebrando o código atômico

Para chegar a essas conclusões, os pesquisadores usaram cálculos de primeiros princípios para caracterizar as propriedades físicas desses DTMs sob diferentes condições. Eles descobriram que a sinergia entre os eletrodos, abaixando o barreira energética Isso mantém o materials “preso” em um estado, e pequenas vagas atômicas – inadequando átomos no Lattice de cristal– Passe um papel em aliviar a transição entre fases isolantes e metálicas.

Os resultados correspondem às observações experimentais, confirmando que essa comutação não é apenas uma curiosidade teórica, mas um mecanismo actual que os engenheiros podem explorar ao produzir dispositivos.

O estudo de Auburn fornece um plano para projetar memristores mais confiáveis, o que um dia poderia substituir ou complementar a memória dentro de computadores, smartphones e inúmeros outros dispositivos.

“Em vez de lutar contra as imperfeições desses materiais, estamos aprendendo a usá -los”, diz Kuroda. “Essa é a parte emocionante – o que uma vez parecia uma falha pode realmente ser a chave para construir a próxima geração de tecnologia”.