• USD 70.83 -0.29
  • EUR 80.28 -0.34
  • BRENT 43.28

В России создали ключевые наноэлементы для нейрокомпьютеров

Фото: twitter.com

Научной группе из новосибирского Академгородка удалось впервые в мире создать уникальные нанопереключатели — приборы на основе монокристаллов двуокиси ванадия (VO2), которые резко и обратимо изменяют свое сопротивление и при этом демонстрируют рекордную энергоэффективность, сравнимую с эффективностью нейрона, высокое быстродействие и долговечность.

Предложенная технология формирования переключателей интегрируется в хорошо развитую кремниевую технологию, что обеспечивает ее дешевизну. Большие массивы таких нанопереключателей перспективны для создания посткремниевой электроники и нейрокомпьютеров, работающих по принципам человеческого мозга.

Подробности исследования сотрудников Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН опубликованы в престижном научном журнале Nanoscale.

Новый результат — продолжение работы, в ходе которой та же научная группа впервые синтезировала массивы упорядоченных монокристаллов диоксида ванадия. Этот материал — один из самых перспективных для создания компьютеров, функционирующих по принципу человеческого мозга: диоксид ванадия может очень быстро переходить из полупроводникового состояния в металлическое и обратно.

«Переключатель представляет собой нанокристалл двуокиси ванадия с двумя контактами, один из которых — внедренная в кристалл проводящая кремниевая наноигла с радиусом закругления около 10 нанометров, — поясняет заведующий лабораторией ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Виктор Принц. — Благодаря остроте контакта, у его вершины концентрируется электрическое поле и ток, что и обеспечивает малое напряжение переключения из полупроводникового в металлическое состояние. Это обеспечивает рекордную энергоэффективность прибора, которая сравнима с эффективностью нейрона. Для внедрений важно, что прибор практически весь кремниевый — и подложка, и наноигла, и второй контакт. Нанокристалл между контактами — двуокись ванадия».

По словам ученого, стандартной технологией сформировать такую трехмерную наноструктуру невозможно, тем более что подходящих подложек не существует. В основе их технологии лежат обнаруженные ими условия синтеза нанокристалла двуокиси ванадия на вершине кремниевой наноиглы».

Такие нанопереключатели необходимы для нейроморфных систем как аналоги нейронов. На данный момент плотность сформированных нанопереключателей — миллион на квадратный сантиметр, однако, ее можно увеличить в тысячу раз.

«С диоксидом ванадия мы работаем несколько лет: сначала, как и практически все в мире, исследовали поликристаллические пленки этого соединения. Первый наш значительный успех связан с тем, что мы смогли синтезировать упорядоченные идеально чистые монокристаллы этого соединения. Причем расположение последних задавалось созданными наноструктурами на кремниевой подложке. Сейчас мы продвинулись гораздо дальше — нам удалось создать на их основе полноценные наноприборы с наноконтактами. Наш подход синтеза кристаллов на кончике кремниевых наноигл можно распространить и на другие перспективные полупроводниковые материалы для которых отсутствуют подложки», — отмечает научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН Сергей Мутилин.

Важным параметром новых переключателей является их долговечность — более 100 миллиардов переключений без изменений характеристик.

«Исследование выполнялось при финансовой поддержке Российского научного фонда, наши дальнейшие планы — работа по оптимизации нанопереключателей, а также формирование их связанного массива и создание искусственных нейросетей. На этом пути мы еще в самом начале», — уточнил Принц.
Постоянный адрес новости: eadaily.com/ru/news/2020/02/23/v-rossii-sozdali-klyuchevye-nanoelementy-dlya-neyrokompyuterov
Опубликовано 23 февраля 2020 в 03:57
Наука в Сибири
Добавьте EAD в свои источники:Яндекс-Новости Google News
Все новости
Загрузить ещё
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. К зарплате бюджетников предъявят новые требования 50183
  2. Латвийский депутат-неонацист представил карту раздела России 20319
  3. Удар по базе: Турция обещает возмездие за преподанный ей урок в Ливии 15021
  4. Только на год: «Газпром» отказался бронировать польский транзит на 15 лет 9830
  5. Госдума рассмотрит закон о дополнительных ежемесячных выплатах пожилым 9352
  6. Сладков: Грузия потеряла любовь России, а Донбасс спасет наша военная база 8335
  7. Хозяйка эстонского хутора: Клубника на полях уже сгнила 6139
  8. В Австрии убит блогер — «ичкериец», оскорблявший мать Рамзана Кадырова 6007
  9. Казачьи войска в Абхазии и Русская община ответили Захару Прилепину 4234
  10. Названа главная причина проблем в отношениях Белоруссии и России 3175
  1. Сразу два корабля взяли под охрану суда «Северного потока — 2» у Ла-Манша 247217
  2. К зарплате бюджетников предъявят новые требования 116367
  3. Эксперт: Власти прибегнут к девальвации рубля скорее рано, чем поздно 80668
  4. Лишенный сана священник Сергий призвал россиян к гражданской войне 66524
  5. Только на год: «Газпром» отказался бронировать польский транзит на 15 лет 66095
  6. Украина вынудила Словакию открыть реверс по газопроводу с газом из России 39667
  7. Западные СМИ: Путин одержал оглушительную победу. Вот чёрт 37742
  8. Минздрав одобряет: в России сократят часы продажи алкоголя 35932
  9. Для Олега Тинькова построили яхту-ледокол за 100 млн евро 35905
  10. И штраф, и депортация: азербайджанцев выдворяют из Германии 34143
  1. По всей Чехии прошли акции протеста 294952
  2. Сразу два корабля взяли под охрану суда «Северного потока — 2» у Ла-Манша 247217
  3. Доставивший для Белоруссии нефть США танкер ушел обратно с сырьем из России 218929
  4. Вейдемане: Долго ли ещё потомки русских оккупантов будут изображать лохов? 142066
  5. Польша назвала «недоразумением» захват чешской территории 130933
  6. К зарплате бюджетников предъявят новые требования 116367
  7. Жена Ефремова: Он пил запоем в компании, с которой ездил на Афон 114366
  8. Профессор Кембриджского университета: «Жизни белых не имеют значения» 105777
  9. Евросоюз поставил условие для дальнейших отношений с Белоруссией 99602
  10. Президент Киргизии прилетел в Москву, но не пошел на парад 96909