Новые электронные устройства, атомисторы, обеспечат работу нейроморфных компьютеров на частотах порядка 50 ГГц - «Наука и технологии»

В большинстве современных компьютеров используется динамическая память DRAM, которая обеспечивает очень высокую скорость работы, однако, данные в такой памяти теряются безвозвратно при отключении питания. Энергонезависимая память, используемая во флэш-картах и твердотельных дисках, способна хранить данные и при отсутствии питания, но работает она гораздо медленней динамической памяти. Решением проблемы совмещения высокой скорости работы и энергонезависимости являются устройства под названием мемристоры, которые уже используются для создания нейроморфных процессоров и компьютеров, работающих на принципах, повторяющих принципы работы головного мозга. И недавно, группа, в которую вошли ученые из США и Китая, создала новый тип мемристоров из материалов условно атомарной величины, которые получили соответствующее название - атомисторы.

Атомистор состоит из слоя материала вида переходных дихалькогенидов, к которым относится дисульфид молибдена, молибденит, материал, имеющий огромные перспективы его использования в микроэлектронике. Слой этого материала зажат между двумя металлическими электродами, имеющими определенные размеры и форму. За счет использования ряда физических явлений, таких, как топологический перенос электрических зарядов, формирование экситонов и т.п., атомистор способен очень быстро переключать свое состояние, т.е. изменять свое электрическое сопротивление.

Главным "коньком" данного достижения является то, что созданием атомисторов ученые опровергли убеждения, что размеры элементов ячеек энергонезависимой памяти не могут быть сокращены до субнанометровых размеров. При использовании обычных материалов такому сокращению препятствуют токи утечки, которые возрастают из-за эффекта квантового туннелирования электронов и делают миниатюрные устройства неработоспособными.

И в заключение следует отметить, что ученым удалось создать опытные образцы атомисторов, изготовленных из различных монослойных материалов. И наиболее скоростные из этих устройств обеспечили максимальную частоту переключения их состояния на уровне 50 ГГц.