Pesquisadores do MIT desenvolveram transistores programáveis
O mecanismo de trabalho do dispositivo éincorporação eletroquímica de um pequeno íon, um próton, em um óxido isolante para modular sua condutividade eletrônica, explicam os autores. Os cientistas usaram um poderoso campo elétrico para acelerar prótons e colocar transistores de íons no modo de operação de nanossegundos.
Os pesquisadores observam que o segredo dos novosdispositivos que utilizam vidro fosfosilicato inorgânico. Ele fornece movimento ultrarrápido de prótons porque contém muitos poros de tamanho nanométrico, cujas superfícies fornecem caminhos para a difusão de partículas elementares. Também pode suportar campos elétricos pulsados muito fortes.
Potencial de ação em células biológicassobe e desce em uma escala de tempo de milissegundos, pois uma diferença de potencial de aproximadamente 0,1 volts é limitada pela estabilidade da água. Em nosso trabalho, aplicamos até 10 volts através de um filme de vidro duro especial, nano espesso, que conduz prótons sem danificá-lo. E quanto mais forte o campo, mais rápido os dispositivos de íons funcionam.
Yu Li, professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e coautor do trabalho
No cérebro humano, a aprendizagem ocorre por meio defortalecimento e enfraquecimento das conexões entre as sinapses. As redes neurais profundas usam uma estratégia semelhante quando os pesos dos nós (neurônios) são programados com algoritmos de aprendizado. Ao usar processadores, aumentar e diminuir a condutividade elétrica dos resistores de prótons fornece aprendizado de máquina analógico.
A condutividade é controlada pelo movimento dos prótons.Para aumentar a condutividade, mais prótons são empurrados para o canal do resistor e, para diminuir a condutividade, prótons são expelidos. Isso é conseguido usando um eletrólito (semelhante a uma bateria) que conduz prótons, mas bloqueia elétrons. Aumentar a velocidade dos prótons acelera significativamente o processo de aprendizado de máquina.
Imagem da capa: Ilustração artística de um resistor programável de prótons. Fonte: Ella Maru Studio, Murat Onen, MIT
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