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    瑞士研究人員發現一種具有大腦學習能力的材料

    瑞士研究人員發現,二氧化釩(VO2)具備“記住”先前外部刺激的整個過程的能力。 

    瑞士洛桑理工學院(EPFL)電力與寬帶隙電子研究實驗室(POWERlab)的博士生Mohammad Samizadeh Nikoo在研究VO2的相變時,獲得了一個意想不到的發現——VO2在室溫下具有絕緣相,并在加熱到68℃時會經歷從絕緣體到金屬的急劇轉變,而在此時其晶格結構發生變化。

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    Samizadeh Nikoo指出,VO2具有易失性記憶特性,在刺激消除之后,材料立即恢復到絕緣狀態。為了發表論文,他開始研究VO2從一種狀態轉變到另一種狀態需要多長時間。然而,他的研究有了意外發現:在收集了數百次測量數據后,發現了材料結構中具有的記憶效應。

    意外的發現 

    在他的實驗中,Samizadeh Nikoo對VO2樣本施加電流,結果發現VO2隨著電流加熱而改變狀態,而在電流消失后,VO2材料恢復到原來的狀態。Samizadeh Nikoo隨后發送了第二個電流脈沖,發現改變狀態所需的時間與材料的歷史密切相關。 

    POWERlab項目負責人Elison Matioli教授解釋說:“VO2似乎‘記住’了第一個相變,并預測了下一個相變。我們沒想到會看到這種記憶效應,它與電子狀態無關,而是與材料的物理結構有關。這是一個新發現,沒有其他材料有這樣的表現?!?/p>

    長達三個小時的記憶 

    研究人員發現,VO2可以回憶其最近的外部刺激長達三個小時。Matioli說,“記憶效應實際上可以持續數天,但我們目前還沒有測量這種效應所需的儀器?!?/p>

    此項研究發現意義重大,因為所確定的記憶效應是材料本身的固有特性。工程師通常依靠內存來完成各種計算,并且可以通過增加容量、速度和小型化來改進計算過程的材料需求量很大。VO2可以滿足這三個條件。此外,其連續的結構記憶將其與典型的材料區分開來,后者根據對電狀態的操作將數據存儲為二進制信息。

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