Раскрыт "эффект памяти" в устройствах на основе графеновых лент

ТОМСК, 13 января. /ТАСС/. Ученые раскрыли механизм возникновения "эффекта памяти" (сегнетоэлектрического эффекта) в устройствах на основе графеновых нанолент. Это позволит создавать новые нейроморфные устройства для систем искусственного интеллекта (ИИ), сообщили ТАСС в Минобранауки РФ.

"Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в составе международной научной коллаборации экспериментально показали, что поведение воды на краях графеновых нанолент может менять их электрические свойства. Результаты работы в будущем могут лечь в основу создания новых видов сенсорных и нейроморфных устройств", - отмечается в сообщении.

Благодаря воде у нанолент появляется эффект "памяти" - их состояние можно переключать внешним полем и оставлять в выбранном режиме. Такой принцип лежит в основе мемристоров - элементов нейроморфных процессоров. В отличие от классических процессоров, они умеют вычислять и запоминать информацию одновременно, имитируя работу нейронов мозга. Это позволяет существенно повысить эффективность алгоритмов ИИ.

По словам автора исследования, профессора Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауля Родригеса, ключевую роль воды подтвердили эксперименты с ее испарением. При удалении молекул воды с поверхности нанолент эффект "памяти" исчезал, а при повторном добавлении влаги - восстанавливался. То есть именно адсорбированная вода позволяет графеновому устройству "запоминать" свое состояние.

Причем для лент из двухслойного графена эффект оказался гораздо стабильнее и сохранялся в три раза дольше по сравнению с однослойным, поскольку молекулы воды образуют "мостики" между слоями графена. Эффект сохраняется даже при нагреве до 170 градусов Цельсия, что делает такие устройства перспективными для реальной электроники.

Исследования ученых выполнены при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ "Приоритет-2030" нацпроекта "Молодежь и дети". В исследовании участвовали ученые из ТПУ, Австрии, Сербии, Великобритании и Японии. Результаты опубликованы в журнале Nature Communication.