p Algoritmos de computador podem estar realizando funções semelhantes às do cérebro, como reconhecimento facial e tradução de linguagem, mas os próprios computadores ainda precisam operar como cérebros. p "Os computadores têm unidades de processamento e armazenamento de memória separadas, enquanto o cérebro usa neurônios para realizar ambas as funções, ", disse Mark C. Hersam da Northwestern University." As redes neurais podem obter computação complicada com consumo de energia significativamente menor em comparação com um computador digital. "

p Nos últimos anos, pesquisadores têm procurado maneiras de tornar os computadores mais neuromórficos, ou semelhante ao cérebro, para realizar tarefas cada vez mais complicadas com alta eficiência. Agora Hersam, um professor Walter P. Murphy de Ciência e Engenharia de Materiais na McCormick School of Engineering da Northwestern, e sua equipe está trazendo o mundo mais perto de realizar esse objetivo.

p A equipe de pesquisa desenvolveu um novo dispositivo chamado "memtransistor, "que opera como um neurônio, realizando o processamento da memória e da informação. Com características combinadas de um memristor e transistor, o memtransistor também abrange vários terminais que operam de forma mais semelhante a uma rede neural.

p Com o apoio do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e da National Science Foundation, a pesquisa foi publicada online hoje, 22 de fevereiro no Natureza . Vinod K. Sangwan e Hong-Sub Lee, bolsistas de pós-doutorado aconselhados por Hersam, serviram como co-autores do artigo.

p O memtransistor baseia-se no trabalho publicado em 2015, em que Hersam, Sangwan, e seus colaboradores usaram dissulfeto de molibdênio de camada única (MoS2) para criar um terminal de três, memristor ajustável por portão para rápido, armazenamento de memória digital confiável. Memristor, que é a abreviação de "resistores de memória, "são resistores em uma corrente que" lembram "a voltagem previamente aplicada a eles. Memristores típicos são dispositivos eletrônicos de dois terminais, que pode controlar apenas um canal de tensão. Ao transformá-lo em um dispositivo de três terminais, Hersam abriu o caminho para os memristores serem usados ​​em circuitos e sistemas eletrônicos mais complexos, como a computação neuromórfica.

p Para desenvolver o memtransistor, A equipe de Hersam novamente usou MoS2 atomicamente fino com limites de grão bem definidos, que influenciam o fluxo de corrente. Semelhante à forma como as fibras são dispostas na madeira, os átomos são organizados em domínios ordenados - chamados "grãos" - dentro de um material. Quando uma grande tensão é aplicada, os limites dos grãos facilitam o movimento atômico, causando uma mudança na resistência.

p "Porque o dissulfeto de molibdênio é atomicamente fino, é facilmente influenciado por campos elétricos aplicados, "Hersam explicou." Esta propriedade nos permite fazer um transistor. As características do memristor vêm do fato de que os defeitos do material são relativamente móveis, especialmente na presença de limites de grãos. "

p Mas, ao contrário de seu memristor anterior, que usou individual, pequenos flocos de MoS2, O memtransistor de Hersam faz uso de um filme contínuo de MoS2 policristalino que compreende um grande número de flocos menores. Isso permitiu que a equipe de pesquisa ampliasse o dispositivo de um floco para vários dispositivos em um wafer inteiro.

p "Quando o comprimento do dispositivo é maior do que o tamanho de grão individual, você tem a garantia de ter limites de grãos em cada dispositivo do wafer, "Hersam disse." Assim, vemos reproduzível, respostas memristivas ajustáveis ​​por gate em grandes conjuntos de dispositivos. "

p Depois de fabricar memtransistores uniformemente em todo um wafer, A equipe de Hersam adicionou contatos elétricos adicionais. Os transistores típicos e o memristor desenvolvido anteriormente pela Hersam têm, cada um, três terminais. Em seu novo jornal, Contudo, a equipe percebeu um dispositivo de sete terminais, em que um terminal controla a corrente entre os outros seis terminais.

p "Isso é ainda mais semelhante aos neurônios do cérebro, "Hersam disse, "porque no cérebro, geralmente não temos um neurônio conectado a apenas um outro neurônio. Em vez de, um neurônio é conectado a vários outros neurônios para formar uma rede. Nossa estrutura de dispositivo permite vários contatos, que é semelhante às múltiplas sinapses nos neurônios. "

p Próximo, Hersam e sua equipe estão trabalhando para tornar o memtransistor mais rápido e menor. A Hersam também planeja continuar ampliando o dispositivo para fins de fabricação.

p "Acreditamos que o memtransistor pode ser um elemento fundamental do circuito para novas formas de computação neuromórfica, "disse ele." No entanto, fazendo dezenas de dispositivos, como fizemos em nosso jornal, é diferente de ganhar um bilhão, que é feito com a tecnologia de transistor convencional hoje. Até agora, não vemos nenhuma barreira fundamental que impeça o aumento da nossa abordagem. "