「記憶晶體管」可同時存儲和處理信息

科技日報北京2月22日電 （記者房琳琳）《自然》雜誌22日在線發布的一項研究成果顯示，美國西北大學科學家開發了一種被稱為「記憶晶體管」的新型器件，能同時發揮存儲器和信息處理功能，運行方式非常類似神經元。

計算機有單獨的處理和存儲單元，而大腦使用神經元來執行這兩種功能。據物理學家組織網報道，憑藉憶阻器和晶體管的組合特性，該新型器件包含多個端子，能像神經網路那樣運行。

這項研究是在美國標準與技術研究院和國家科學基金會的支持下，在2015年的工作成果基礎上展開的。那時，團隊使用單層二硫化鉬創建了一個三端門控可調憶阻器，以實現快速可靠的數字存儲器存儲。憶阻器是「記憶電阻器」的縮寫，它是一種電流電阻器，可以「記住」以前施加於其上的電壓。

現在，團隊再次使用原子級薄的二硫化鉬和明確的晶界，讓其像木材纖維排列方式那樣，在材料內排列成有序區域——晶粒，當施加大電壓時，晶界促進原子運動，導致電阻變化。

由於二硫化鉬只有原子級那麼薄，容易受到施加電場的影響，這種特性使其很容易被製成晶體管。研究人員解釋，與以往的憶阻器使用單個二硫化鉬薄片不同，新型記憶晶體管使用多個小片組成連續多晶二硫化鉬薄膜，能夠在整個晶圓上從一個薄片器件擴展到多個器件。

當器件的長度大於單個晶體尺寸時，可以保證晶圓上每個器件都有晶界，因此大型器件陣列中可看到重複的、門控可調的憶阻響應。新論文中，團隊實現了一個七端子設備，其中一個端子可以控制其他六個端子之間的電流。這與大腦中的神經元很相似，通常一個神經元與多個其他神經元相連。

目前，研究團隊正努力使記憶晶體管更小、運行速度更快，還計劃繼續擴大生產。他們認為，記憶晶體管可以成為新神經形態計算的基礎電路元件。

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