“记忆晶体管”可同时存储和处理信息

本报北京2月22日电(记者方)22日《自然》杂志在网上公布的一项研究结果显示，美国西北大学的科学家开发出了一种新型的“记忆晶体管”装置，这种装置既能执行记忆功能，又能处理信息，其工作方式与神经元非常相似。

计算机有独立的处理和存储单元，而大脑使用神经元来执行这两种功能。根据物理学家的组织网络报告，通过忆阻器和晶体管的组合，新设备包含多个终端，可以像神经网络一样工作。

这项研究是在2015年工作成果的基础上，在美国标准与技术研究所和国家科学基金会的支持下进行的。当时，该团队创造了一种三端门控可调忆阻器，利用单层二硫化钼实现快速可靠的数字存储。忆阻器是“记忆电阻”的缩写。它是一个电流电阻，可以“记住”先前施加给它的电压。

现在，该团队再次使用原子般薄的二硫化钼和清晰的晶界将它们排列成有序的区域——像木质纤维一样的材料中的晶粒。当施加大电压时，晶界促进原子运动，导致电阻变化。

二硫化钼只有原子级那么薄，很容易受到外加电场的影响，因此很容易制成晶体管。研究人员解释说，与以前使用单个二硫化钼薄膜的忆阻器不同，这种新的记忆晶体管使用多个小片来形成连续的多晶二硫化钼薄膜，该薄膜可以从一个薄膜器件扩展到整个晶片上的多个器件。

当器件的长度大于单晶的尺寸时，可以确保晶片上的每个器件都有晶界，因此在大型器件阵列中可以看到具有可调栅极控制的重复忆阻器响应。在新的论文中，该团队实现了一个七端设备，其中一个可以控制其他六个终端之间的电流。这与大脑中的神经元非常相似，通常一个神经元与许多其他神经元相连。

目前，研究团队正在努力使存储晶体管变得更小更快，并计划继续扩大生产。他们认为记忆晶体管可以成为新神经形态计算的基本电路元件。

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