一個(gè)與 UCF 有聯(lián)系的國際團(tuán)隊(duì)解決了一個(gè)可能預(yù)示著超高密度計(jì)算新時(shí)代的挑戰(zhàn)。多年來，世界各地的工程師和科學(xué)家一直在努力制造更小、更快的電子產(chǎn)品。但是當(dāng)今設(shè)計(jì)所需的功率往往會(huì)過熱并炸毀電路。電路通常是通過將二極管開關(guān)與存儲(chǔ)器元件串聯(lián)連接來構(gòu)建的，稱為單二極管電阻器。但是這種方法需要器件兩端的大電壓降，這會(huì)轉(zhuǎn)化為高功率，并且由于需要兩個(gè)獨(dú)立的電路元件，因此會(huì)阻礙將電路縮小到某個(gè)點(diǎn)以上。許多團(tuán)隊(duì)正致力于將二極管和電阻器組合成一個(gè)設(shè)備。

這些一對(duì)一的分子開關(guān)是很好的選擇，但它們也僅限于執(zhí)行一種功能，即便如此，它們也經(jīng)常充滿問題，包括不穩(wěn)定的電壓變化和有限的壽命。

由新加坡國立大學(xué)的 Christian Nijhuis 和利默里克大學(xué)的 Damien Thompson 和中佛羅里達(dá)大學(xué)的合著者 Enrique del Barco 領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)于 6 月 1 日在同行評(píng)審期刊《自然材料》上取得了詳細(xì)的突破.

該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新型分子開關(guān)，既可用作二極管又可用作存儲(chǔ)元件。該設(shè)備厚度為 2 納米，是單個(gè)分子的長度(比頭發(fā)的寬度小 10,000 倍)，并且只需要低于 1 伏特的低驅(qū)動(dòng)電壓。

“社區(qū)在分子尺度上識(shí)別新型電子設(shè)備應(yīng)用方面正在迅速推進(jìn)，”專門研究量子物理學(xué)的教授德爾巴科說。“這項(xiàng)工作可能有助于加快涉及人工突觸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)的開發(fā)。”

專門研究化學(xué)的 Nijhuis 領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)團(tuán)隊(duì)。利默里克大學(xué)的 Damien Thompson 提供了計(jì)算理論專業(yè)知識(shí)，del Barco 和他的學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家團(tuán)隊(duì)提供了理論分析。

這個(gè)怎么運(yùn)作

分子開關(guān)以兩步機(jī)制運(yùn)行，其中注入的電荷通過帶電離子在分子和器件表面之間的遷移而穩(wěn)定。這是通過成對(duì)結(jié)合分子來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)該論文，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合使用由量子力學(xué)指導(dǎo)的電學(xué)測量和原子尺度測量，在穩(wěn)定性和開關(guān)能力之間找到了一個(gè)最佳點(diǎn)，從而在微觀尺度上產(chǎn)生了雙二極管 + 存儲(chǔ)器電阻 RAM 存儲(chǔ)器。

“在這個(gè)領(lǐng)域仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要更多的工作，但這是一個(gè)重大突破，”Nijhuis 說。

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