Российские физики предложили необычный способ сделать устройства будущего — мемристоры — надежнее и функциональнее. Секрет в управляемом воздействии альфа-частиц, которое повышает стабильность, выносливость и «память» таких элементов. Это открытие может ускорить создание энергоэффективных нейроморфных систем и технологий искусственного интеллекта.
Мемристоры — это особые резисторы, которые «запоминают» историю токов и могут не только хранить, но и обрабатывать информацию. Они рассматриваются как основа архитектур, имитирующих работу мозга. Проблема в том, что традиционные устройства быстро теряют стабильность, мало запоминают состояний и со временем выходят из строя.
Исследователи МГУ вместе с коллегами из Курчатовского института нашли решение: использовать альфа-облучение для управляемого создания кислородных вакансий в мемристорах на основе TiOx/Ti. Эти дефекты служат точками для формирования проводящих каналов и делают работу устройства более предсказуемой. В результате число устойчивых состояний выросло почти втрое, а ресурс переключений увеличился в полтора раза.
«Мы использовали изотоп плутония-239, создавая до 10¹⁶ кислородных вакансий на кубический сантиметр. Даже небольшая концентрация таких дефектов радикально меняет характеристики мемристора».
— Юрий Балакшин, старший научный сотрудник НИИЯФ МГУ
«Чем больше стабильных состояний может хранить мемристор, тем выше его "пластичность" — способность к обучению, подобная синапсам в мозге».
— Александр Ильин, доцент МГУ
Подход, названный «инженерией дефектов», открывает путь к настройке свойств устройств уже после их изготовления. Это особенно важно для создания гибких электронных систем, которые можно адаптировать под разные задачи — от энергоэффективных чипов памяти до аппаратных нейросетей нового поколения.
Источник: Applied Physics Letters / МГУ
