物理科技生物学-PHYICA

纳米材料支眼睛不应该看到持的新兴神经形态器件和架构综述

纳米技术 2022-03-06 23:58:06

作者:鲍勃·伊尔卡,物理

(同organic)有机 突触晶体管和忆阻系统

学分:自然纳米技术(2020)

DOI: 10

1038/s 14565-020-0647-z 西北大学的一对材料科学和工程研究人员对新兴的神经形态装置和结构进行了调查,这些装置和结构可能是通过使用纳米材料实现的

在他们发表在《自然纳米技术》杂志上的论文中,维诺德·桑万和马克·赫萨姆概述了三种主要类型的纳米材料,它们可以取代目前用于计算系统的更大的组件

正如桑万和赫萨姆指出的,计算机技术正处于十字路口

计算机科学家和用户都希望将过去几十年取得的进步延续到未来

今天的设备比仅仅二三十年前的设备有了非常显著的进步

但是有两个主要的障碍将会阻碍未来的发展:规模和力量

工程师们越来越接近计算机芯片的物理尺寸限制——物理学规定微电路只能做得这么小

这意味着,如果计算机要继续发展,其他东西将会取代它们

另一个问题是计算机消耗的能量

先前的研究表明,为未来计划的神经网络类型需要更多的能量

一些人估计,这将比今天全世界的产量还要多

在这项新的努力中,研究人员解决了第二个问题,并提出答案在于使用纳米材料制造计算机

他们继续对这些设备和架构进行调查,这些设备和架构目前是研究工作的重点

为了进行调查,研究人员将他们所描述的神经形态装置分解成三种纳米材料:零维、一维和二维

他们指出每一种都有其优点和缺点,例如0D光子系统的光学特性和一维纳米材料与管状轴突的相似性

即使是最大的二维纳米材料,也可以用于突触电阻或多层存储芯片的结构

他们还指出,所有三种纳米材料都表现出显著的突触可塑性,这将使这种装置更接近于模拟人脑

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