Forscher haben ein Material entwickelt, das nachahmt, wie das Gehirn Informationen speichert. Es funktioniert,
Neuromorphic Computing ist ein neues Konzept inDabei wird das Verhalten des Gehirns durch Nachahmung der grundlegenden synaptischen Funktionen von Neuronen nachgeahmt. Dazu gehört die Plastizität: die Fähigkeit, Informationen abhängig von der Dauer und Wiederholung elektrischer Impulse, die Neuronen stimulieren, zu speichern oder zu vergessen. Es hängt alles mit Lernen und Gedächtnis zusammen.
Zu den Materialien, die neuronale Synapsen nachahmen, gehören:Forscher heben memresistive Materialien, Ferroelektrika, Phasenwechselmaterialien, topologische Isolatoren und neuerdings auch magnetoionische Materialien hervor. Änderungen ihrer magnetischen Eigenschaften werden durch die Bewegung von Ionen innerhalb des Materials unter Anlegen eines elektrischen Feldes verursacht.
Die Rolle der CoN-Filmdicke bei der Ionenbewegung.
(a) Schematische Darstellung der Spannungsbetätigung an CoN-Filmen mithilfe eines elektrolytischen Gates.
b ist eine Skizze der elektrischen Doppelschicht, die sich während des elektrolytischen Gatings auf der Oberfläche von CoN-Filmen bildet.
Gutschrift: Materialhorizonte (2022). Doi: 10.1039/d2mh01087a
Jetzt haben Forscher ein Material entwickelt, das auf einer dünnen Schicht aus Kobaltmononitrid (CoN) basiert. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes kann die Ansammlung von Ionen darin kontrolliert werden.
„Mit einer Kobaltmononitrid-Schichtdicke von weniger als50 Nanometer und beim Anlegen einer Spannung mit einer Frequenz von mehr als 100 Zyklen pro Sekunde konnten wir eine zusätzliche Logikfunktion emulieren. Sobald Spannung angelegt wird, kann das Gerät so programmiert werden, dass es etwas lernt oder vergisst, ohne dass zusätzlicher Strom benötigt wird. All dies ahmt die synaptischen Funktionen nach, die im Gehirn während des Tiefschlafs ablaufen. Die Informationsverarbeitung kann dann ohne externes Signal weitergehen“, erklären die Studienautoren.
Als Ergebnis haben Wissenschaftler eine künstliche Synapse entwickelt, die in Zukunft zu einem neuen Computerparadigma werden wird. Es wird das in modernen Computern verwendete ersetzen.
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