Исследователи добились рекордно маленьких значений размера и энергопотребления - 70-80 нановатт для монокристалла перовскита размером 130-160 нанометров

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 22 октября. /ТАСС/. Ученые России и Китая разработали стабильный перовскитный наномемристор - электронный компонент, выдерживающий более 1,5 тыс. циклов перезаписи. Он позволит создать более быстрые и энергоэффективные ультракомпактные процессоры для задач искусственного интеллекта и машинного обучения, сообщили ТАСС в пресс-службе университета ИТМО.

"Ученые из университета ИТМО и Харбинского инженерного университета разработали стабильный перовскитный наномемристор, который выдерживает более 1500 циклов перезаписи и не деградирует спустя месяцы. При этом исследователи добились рекордно маленьких значений размера и энергопотребления - 70-80 нановатт для монокристалла перовскита размером 130-160 нанометров. С помощью разработки можно создать более быстрые и энергоэффективные ультракомпактные процессоры для нейроморфных вычислений", - говорится в сообщении.

Уточняется, что мемристор - электронный компонент, способный изменять свое сопротивление в зависимости от величины и направления протекающего через него тока. Его можно использовать для хранения информации или ее энергоэффективной обработки, ведь они потребляют меньше энергии, чем обычные кремниевые транзисторы. Перспективными материалами для создания новой микроэлектроники, в том числе мемристоров, сегодня выступают перовскиты. Однако перовскитные мемристоры оставались не совсем подходящими для реальных применений из-за их нестабильности.

Уникальность разработки

По данным пресс-службы, ученые ИТМО, ФТИ Иоффе и Харбинского инженерного университета впервые предложили перовскитный мемристор, который способен выдержать более 1,5 тыс. циклов перезаписи и при этом не деградирует спустя несколько месяцев работы в комнатных условиях. Надежность и долговечность элемента гарантирует использование омических инертных контактов и в качестве полупроводника монокристаллических нанокубов из цезий бромида свинца. Это один из самых химически стойких перовскитов на основе галогенида свинца.

Также монокристаллическая структура нанокуба обеспечивает стабилизацию электрохимических свойств элементов от цикла к циклу. Сам монокуб перовскита располагается между оксидом индия олова и алмазом, легированным бором. Это химически инертные электроды, которые также обеспечивают устойчивость переключения мемристора. При этом ученым удалось достичь одних из самых низких значений энергопотребления и размера перовскитного мемристора - 70-80 нановатт для монокристалла размером 130-160 нанометров. Другие подобные перовскитные устройства тратят от 200 до 35 тыс. нановатт. Эти параметры делают разработку очень компактной и энергоэффективной.

Как сообщили в вузе, исследование поддержано программой "Приоритет 2030" и грантом Российского научного фонда. Разработка позволит сделать более быстрые и энергоэффективные ультракомпактные нейроморфные процессоры для задач искусственного интеллекта и машинного обучения. Кроме того, такие одиночные мемристоры можно легко собирать в масштабируемые схемы (кроссбары) для практической реализации логики и коммутации отдельных полупроводников. 

РоссияКитай