I dispositivi di memoria, una classe di componenti elettronici vitali, devono affrontare sfide in termini di conservazione e resistenza dei dati. Per superarli, i ricercatori hanno ora sviluppato un sottile strato di calcogenuro disperso in argento per commutare la resistenza nei dispositivi commemorativi, consentendo il funzionamento a bassa potenza e visualizzando un’elaborazione parallela simile al cervello umano. È interessante notare che questa innovazione raggiunge un tasso di riconoscimento del 92% nei database di riconoscimento dei numeri e conferma la capacità dei materiali calcogenuri di migliorare le prestazioni del dispositivo di memoria per applicazioni nei sistemi di intelligenza artificiale.
I dispositivi di memoria costituiscono una classe di dispositivi che sono in grado di mantenere la propria resistenza interna, e quindi fornire prestazioni superiori rispetto ai tradizionali dispositivi che utilizzano circuiti integrati. Sono stati esplorati molti materiali per produrre questi dispositivi. Negli ultimi anni, gli ossidi dei metalli di transizione sono diventati gradualmente molto popolari per questo scopo.
A causa della loro crescente applicazione in diversi campi come i sistemi di intelligenza artificiale, i dispositivi commemorativi devono ora superare diversi problemi legati alla conservazione dei dati, alla durata e a un gran numero di stati di connessione. Inoltre, la produzione individuale di questi dispositivi richiede molto tempo. Di conseguenza, ci sono molte sfide che devono essere affrontate per migliorarne le prestazioni e l’affidabilità.
Il film facilita un processo “senza elettroformatura”.
In un recente studio condotto dal professor Min-Kyu Yang dell'Università Sahmyeok di Seoul, in Corea del Sud, i ricercatori hanno sviluppato un sottile strato di calcogenuri dispersi in argento da utilizzare come materiali di commutazione della resistenza nei dispositivi commemorativi.
Il film sottile proposto facilita un processo “privo di elettroformatura” (non richiede una corrente elettrica per indurre un cambiamento chimico prima della fabbricazione o dell’attuazione), consentendo l’attuazione a bassa energia tramite la formazione di strati attivi. Secondo il professor Yang: “Il nostro dispositivo mnemonico diffusivo a base di Ag in uno strato sottile di calcogenuro presenta un basso consumo energetico e imita l'elaborazione parallela del cervello umano. Ciò lo rende adatto per l'implementazione in array di barre trasversali e ha raggiunto un tasso di riconoscimento di circa 92% in un database di riconoscimento delle cifre programmato.” Mano MNIST (Modified National Institute of Standards and Technology).
Molte tecniche spettroscopiche
In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato diverse tecniche spettroscopiche per caratterizzare il materiale della pellicola, tra cui la microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione, la spettroscopia fotoelettronica a raggi X, la spettroscopia elettronica Auger e la spettroscopia backscatter di Rutherford. Il team ha anche analizzato diversi elettrodi e strati di commutazione resistivi per rivelare l'importante ruolo svolto dall'atomo di Ag.
Il dispositivo ha dimostrato un mantenimento delle condizioni affidabile e una resistenza anche in un ambiente difficile di 85°C per 2 ore. Pertanto, questo studio conferma la capacità dei materiali calcogenuri di migliorare le prestazioni dei dispositivi commemorativi.
Il “chip neurale” viene sviluppato come semiconduttore di prossima generazione
Si prevede che la tecnologia attuale risponda alla necessità di una maggiore capacità di memoria dei semiconduttori per le applicazioni di big data, dove i terabyte di spazio di archiviazione sono ora considerati insufficienti. Tuttavia, ciò pone la sfida di gestire una grande quantità di chip. Pertanto, il “chip neurale” viene sviluppato come semiconduttore di prossima generazione per i sistemi di intelligenza artificiale. Questi chip dovrebbero avere caratteristiche quali basso consumo energetico, dimensioni ridotte e capacità di analizzare modelli di comportamento umano.
“L’uso di architetture di dispositivi di memoria pervasivi basati su Ag potrebbe portare allo sviluppo di chip neurali che potrebbero trovare applicazioni ad ampio raggio nei mercati della Quarta Rivoluzione Industriale, tra cui l’analisi dei dati, il riconoscimento vocale, il riconoscimento facciale, i veicoli autonomi e l’Internet delle cose”. , oltre a contribuire alla rivoluzione delle comunicazioni 5G in corso”, prevede il professor Yang.
A lungo termine, il consumo energetico di questi dispositivi commemorativi potrebbe essere adatto per applicazioni di modellazione delle sinapsi biologiche nel cervello umano. Questi dispositivi sono caratterizzati da un funzionamento privo di elettroformazione e da un basso consumo energetico e sono candidati promettenti per future memorie non volatili e dispositivi sinaptici artificiali.
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riferimento
L'articolo originale è disponibile anche online ed è stato pubblicato nel volume 664 della rivista Scienze applicate delle superfici.
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