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科學家意外發現二氧化釩具有類似大腦的“記憶”能力

科學家意外發現二氧化釩具有類似大腦的“記憶”能力

2022-08-24 Comments 0 Comment

來自瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家們意外地發現,一種用於電子產品的材料可以“記住”它以前的物理刺激的歷史。如果以正確的方式加以利用,這種材料及其新穎的行為可能會對電子設備的記憶產生巨大影響。

1108x622.jpg

這是第一個擁有這種能力的已知材料,但其他材料也可能存在。

博士生Mohammad Samizadeh Nikoo正在研究二氧化釩的相變–具體而言,材料從一種狀態過渡到另一種狀態需要多長時間。當該材料達到68攝氏度時,它經歷了一個從絕緣體到金屬的相變。他的測試涉及到向材料施加電流,當它從一邊移動到另一邊時,電流會加熱它(並導致它改變狀態)。一旦電流通過,材料就會冷卻並恢復到其原始狀態。

41928_2022_812_Fig1_HTML.png

在記錄了數百次測量後,Nikoo發現了該材料結構中的“記憶”效應。當對該材料施加第二個電流脈衝時,他注意到它改變相變的時間與它的歷史直接相關。

Elison Matioli教授說:“二氧化矽似乎’記住’了第一個相變,並預見到了下一個相變,”他是這一發現的實驗室負責人。“我們沒有想到會看到這種’記憶’效應,它與電子狀態無關,而是與材料的物理結構有關,”這位教授補充說。

進一步的測試顯示,這種材料可以記住其最近的刺激,時間長達3小時。“記憶”效應甚至可能持續更長的時間–也許甚至是幾天–但該團隊沒有進行這些測量所需的儀器。

41928_2022_812_Fig5_HTML.png

研究人員指出,這一發現似乎複製了大腦中發生的情況,二氧化釩“開關”就像神經元一樣發揮作用。Matioli說:“沒有其他材料會以這種方式表現。”

一種能夠通過更大的容量、小型化和速度來提高計算性能的材料將是電子製造商的福音,而二氧化釩可以做到這一點。

該團隊的工作已經發表在《自然》雜誌上。

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