Materiál s pamětí VO2

Výzkumníci objevili materiál s pamětí s označením VO2. Má schopnost učení, které je velmi podobné našemu mozku

Výzkumníci objevili materiál s pamětí s označením VO2. Má schopnost učení, které je podobné našemu mozku.

Materiál, který má paměť

Během svého výzkumu fázových přechodů v oxidu vanadičném (VO2), Mohammad Samizadeh Nikoo, Ph.D. student na Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Power and Wide-band-gap Electronics Research Laboratory (POWERlab) učinil neočekávané zjištění. Při relaxaci při pokojové teplotě má VO2 izolační fázi a dochází k ostrému přechodu izolátoru na kov při 68 °C, kde se mění jeho mřížková struktura.

Podle Samizadeha Nikoo má VO2 nestálou paměť: „materiál se vrátí zpět do izolačního stavu hned po odstranění excitace.“ Pro svou diplomovou práci se rozhodl zjistit, jak dlouho trvá, než se VO2 změní z jednoho stavu do druhého. Jeho zkoumání však nabralo jiný směr. Po shromáždění stovek měření objevil ve struktuře materiálu paměťový efekt.

Nečekaný nález

Samizadeh Nikoo ve svých experimentech aplikoval elektrický proud do vzorku VO2. „Proud se pohyboval napříč materiálem a sledoval dráhu, dokud nevyšel na druhé straně,“ vysvětluje. VO2 změnil stav, jak proud ohříval vzorek. Po odeznění proudu se materiál vrátil do původního stavu. Samizadeh Nikoo poté vyslala do materiálu druhý proudový impuls a zjistil, že doba potřebná ke změně stavu úzce souvisí s historií materiálu.

„Zdálo se, že VO2 si „pamatuje“ první fázový přechod a předvídá další,“ vysvětluje profesor Elison Matioli, který vede POWERlab. „Nečekali jsme, že uvidíme tento druh paměťového efektu. Nemá to nic společného s elektronickými stavy, ale spíše s fyzickou strukturou materiálu. Je to nový objev, žádný jiný materiál se takto nechová.“

Paměť až 3 hodiny

Vědci zjistili, že materiál s pamětí VO2 si může vybavit svůj poslední vnější podnět až po dobu tří hodin. „Paměťový efekt může ve skutečnosti přetrvávat několik dní, ale v současné době nemáme nástroje potřebné k jeho měření,“ říká Matioli.

Zjištění, které provedl studijní tým, je významné, protože identifikovaný paměťový efekt je vrozenou vlastností samotného materiálu. Inženýři závisí na paměti, aby dokončili různé výpočty. Závisí také na materiálech, které mohou zlepšit proces výpočtu zvýšením kapacity, rychlosti a miniaturizace. Tyto materiály jsou velmi žádané. VO2 splňuje všechny tyto tři aspekty. Kromě toho ho jeho spojitá strukturní paměť odlišuje od typických materiálů, které ukládají data jako binární informace v závislosti na manipulaci s elektrickými stavy.

Vědci provedli řadu měření, aby dospěli ke svým závěrům. Své výsledky potvrdili také aplikací nové metody na různé materiály v jiných laboratořích po celém světě. Tento model dobře kopíruje to, co se děje v mozku, protože spínače VO2 fungují stejně jako neurony.

Zdroje: scitechdaily, TopVozíky