Xavier Boyer Pour toute la magie sans précédent, à traitement parallèle, encore indiscernable de la magie, emballée dans les trois livres du cerveau humain adulte, il obéit à la même règle que les autres tissus vivants qu’il contrôle : l’oxygène est un ought to.
C’est donc avec une pointe d’ironie qu’Evgeny Tsymbal a proposé son explication d’une merveille technologique – des murs mobiles et couverts de données larges d’atomes – qui pourrait éventuellement aider les ordinateurs à se comporter davantage comme un cerveau.
“Il y avait des preuves sans ambiguïté que les lacunes en oxygène en sont responsables”, a déclaré Tsymbal, professeur de physique et d’astronomie à l’Université George Holmes à l’Université du Nebraska-Lincoln.
Tsymbal et quelques anciens élèves de Husker ont démontré comment construire.
Contrairement à la plupart des methods d’écriture et de lecture de données numériques, qui ne parlent que le binaire des 1 et des., le passage des pointes électriques envoyées by means of les parois peut dépendre des signaux qui les ont traversés auparavant. Et tout comme les cerveaux conservent des souvenirs même lorsque leurs utilisateurs dorment.
L’équipe a étudié les parois brisant la barrière dans un nanomatériau. qui peut être coupé en tranches des milliers de fois in addition fines qu’un cheveu humain. La ferrite de bismuth possède également une qualité exceptional connue sous le nom de ferroélectricité : la polarisation, ou la séparation. en écrivant un 1 ou un dans le processus. Contrairement à la DRAM conventionnelle, une mémoire dynamique à accès aléatoire qui doit être rafraîchie toutes les quelques millisecondes, ce 1 ou reste même lorsque la pressure est supprimée, lui accordant l’équivalent de la mémoire à lengthy terme qui manque à la DRAM.
Habituellement, cette polarisation est lue comme un 1 ou un, et inversée pour la réécrire comme un ou un 1. Deux domaines de polarisation opposée se rencontrent pour previous un mur, qui n’occupe qu’une portion de l’espace dédié aux domaines eux-mêmes. L’épaisseur de quelques atomes de ces murs et les propriétés inhabituelles qui émergent parfois à l’intérieur ou autour d’eux en ont fait des suspects de leading ordre dans la recherche de nouvelles façons d’intégrer toujours additionally de fonctionnalités et de stockage dans des dispositifs qui rétrécissent.
Pourtant, les murs parallèles à la area d’un matériau ferroélectrique – et net une charge électrique utilisable dans le traitement et le stockage des données – se sont avérés difficiles à trouver, et encore moins à réguler ou à créer. À l’époque. alors même qu’ils enregistraient les déplacements et la dynamique atome par atome en temps réel.
En fin de compte.5 volt à un movie de ferrite de bismuth produisait une paroi de domaine parallèle à la floor du matériau, une paroi avec une résistance spécifique à l’électricité dont la valeur pouvait être lue comme un état de données. Lorsque la rigidity a été retirée, le mur et son état de données sont restés.
Lorsque l’équipe a augmenté la stress, la paroi du domaine a commencé à migrer vers le bas du matériau, un comportement observé dans d’autres ferroélectriques. Alors que les parois de ces autres matériaux s’étaient alors propagées perpendiculairement à la area, celle-ci restait parallèle. Et contrairement à aucun de ses prédécesseurs, le mur a adopté un rythme glaciaire, migrant une seule couche atomique à la fois. Sa posture, à son tour, correspondait aux changements de sa résistance électrique.
Les chercheurs avaient identifié quelques W – le quoi, le où. Mais il leur manquait encore un. Tsymbal, en l’occurrence, faisait partie des rares personnes qualifiées pour y répondre.
“Il y avait un casse-tête”, a déclaré Tsymbal. “Pourquoi cela arrive-t-il? Et c’est là que la théorie a aidé.”
La plupart des murs de domaine sont électriquement neutres, ne possédant ni charge favourable ni charge négative. C’est pour une bonne raison : un mur neutre nécessite peu d’énergie pour maintenir son état électrique, ce qui en fait la valeur par défaut. La paroi de domaine identifiée par l’équipe dans la ferrite de bismuth extremely-mince, en revanche, possédait une demand substantielle. Et cela, Tsymbal le savait, aurait dû l’empêcher de se stabiliser et de persister. Pourtant, d’une manière ou d’une autre, il réussissait à faire exactement cela, semblant bafouer les règles de la physique de la matière condensée.
Il devait y avoir une explication. Dans ses recherches antérieures, Tsymbal et ses collègues avaient découvert que le départ d’atomes d’oxygène chargés négativement et les lacunes chargées positivement qu’ils laissaient dans leur sillage pouvaient entraver un résultat technologiquement utile. Cette fois, les calculs théoriques de Tsymbal suggéraient le contraire – que les lacunes chargées positivement compensaient les autres fees négatives accumulées au niveau du mur, le fortifiant essentiellement dans le processus.
Les mesures expérimentales de l’équipe montreront moreover tard que la distribution des fees dans le matériau s’alignait presque exactement avec l’emplacement de la paroi du domaine, exactement comme les calculs l’avaient prédit. a déclaré Tsymbal, elles pourraient s’avérer vitales pour mieux comprendre et concevoir des dispositifs qui intègrent la classe de matériaux prisée.
“De mon place de vue, c’était le plus excitant”, a déclaré Tsymbal, qui a entrepris la recherche avec le soutien du projet EQUATE axé sur le quantique de l’université. “Cela relie la ferroélectricité à l’électrochimie. Nous avons une sorte de processus électrochimiques – à savoir le mouvement des lacunes d’oxygène – qui contrôlent essentiellement le mouvement de ces parois de domaine.
“Je pense que ce mécanisme est très significant, parce que ce que la plupart des gens font – y compris nous, théoriquement – regarde des matériaux vierges, où la polarisation transform de haut en bas, et étudie ce qui se passe avec la résistance. Mais ici, ce n’est pas seulement la polarisation. Cela implique des processus chimiques à l’intérieur.
L’équipe a détaillé ses découvertes dans la revue Nature. Tsymbal, Tian et Chen ont rédigé l’étude avec Ze Zhang, Zhongran Liu, Han Wang, Hongyang Yu, Yuxuan Wang, Siyuan Hong, Meng Zhang, Zhaohui Ren et Yanwu Xie, ainsi que les anciens Husker Ming Li, Lingling Tao et Tula Paudel.
