科學家為納米電子器件的未來帶來新的曙光

人工智能 (AI) 具有改變太陽能電池板、體內醫(yī)療傳感器和自動駕駛汽車等多種技術的潛力。但這些應用程序已經將當今的計算機在速度、內存大小和能源使用方面推向極限。

幸運的是，人工智能、計算和納米科學領域的科學家正在努力克服這些挑戰(zhàn)，他們正在使用自己的大腦作為模型。

這是因為人腦中的電路或神經元比當今的計算機電路具有一個關鍵優(yōu)勢：它們可以在同一位置存儲信息并處理信息。這使得它們異常快速且節(jié)能。這就是為什么科學家現在正在探索如何使用以十億分之一米為單位的材料(“納米材料”)來構建像我們的神經元一樣工作的電路。然而，為了成功做到這一點，科學家必須在原子水平上準確了解這些納米材料電路中發(fā)生的情況。

最近，包括來自美國能源部 (DOE) 阿貢國家實驗室的科學家在內的一組研究人員開創(chuàng)了一種準確評估這一點的新方法。具體來說，他們使用美國能源部科學辦公室用戶設施高級光子源(APS)來檢查特定納米材料從導電到不導電時結構發(fā)生的變化。這模仿了神經回路中“開”和“關”狀態(tài)之間的切換。

該工作發(fā)表在《先進材料》雜志上。

在這些材料中，導電狀態(tài)或相由原子水平上的材料缺陷(或“點缺陷”)控制。通過對納米材料施加壓力，研究人員可以改變這些缺陷的濃度和位置。這改變了電子流的路徑。然而，這些缺陷不斷移動，從而改變了材料的導電和非導電區(qū)域。到目前為止，這項動議的研究極其困難。

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