Pinapalitan ang Silicon Ng Mga Molekul na Nagbabago ng Hugis
Ang mga mananaliksik ay nagpapakita ng mga molecular device na nagpapalipat-lipat sa pagitan ng memorya, logic at synaps roles, na nagpapagana ng adaptive neuromorphic computing nang direkta sa loob ng mga elektronikong materyales.
Habang lumalampas sa mga limitasyon ng silikon ang mga sistema ng pag-compute, naghahanap ang mga mananaliksik ng mga materyales na higit pa sa pag-imbak at pagproseso ng data.Minsan nang nangako ang molekular na electronics ng mga ultra compact na device, ngunit napatunayang hindi mahuhulaan ang tunay na pag-uugali ng molekular sa mundo.Kaayon, ang neuromorphic computing ay naglalayong bumuo ng hardware na maaaring matuto at umangkop tulad ng utak.Ngunit karamihan sa mga umiiral na platform ay umaasa sa mga matibay na materyales na ginagaya lamang ang pag-aaral sa pamamagitan ng kumplikadong circuitry.
Upang matugunan ang puwang na ito, ang mga mananaliksik sa Indian Institute of Science ay nagpakita ng isang bagong paraan upang direktang i-encode ang adaptive intelligence sa molecular matter.Pinangunahan ni Sreetosh Goswami sa Center for Nano Science and Engineering, ang koponan ay bumuo ng mga molecular device na ang function ay maaaring baguhin kapag hinihingi.Ang isang device ay maaaring kumilos bilang memorya, logic, analog processor, selector, o electronic synapse, depende sa kung paano ito pinasigla.
Ang kakayahang umangkop ay nagmumula sa disenyo ng kemikal.Ang mga mananaliksik ay nag-synthesize ng 17 ruthenium based molecular complex at ipinakita na ang maliliit na pagbabago sa molekular na istraktura at mga nakapalibot na ion ay malakas na nakakaimpluwensya kung paano gumagalaw ang mga electron.Sa pamamagitan ng pag-tune ng chemistry na ito, ang parehong device ay maaaring lumipat sa pagitan ng digital at analog na pag-uugali sa isang malawak na hanay ng mga estado ng conductance.
Upang ipaliwanag ang pag-uugaling ito, bumuo ang koponan ng isang teoretikal na balangkas na pinagsasama ang quantum chemistry at body physics.Kinukuha ng modelo kung paano tinutukoy ng transporting ng electron, molecular oxidation at reduction at rearrangement ng ion na magkasama ang paglipat ng dinamika at katatagan.Nagbibigay-daan ito sa pag-andar ng device na mahulaan mula sa molecular structure.Pinagsasama ng diskarte ang memorya at pagkalkula sa loob ng parehong materyal, na nagbubukas ng landas patungo sa neuromorphic hardware kung saan ang pag-aaral ay binuo sa mismong bagay.
Ang mga pangunahing tampok ng pananaliksik ay kinabibilangan ng:
Dinisenyo ng kemikal na mga molecular device na may adaptive na pag-uugali
Maramihang mga function na naka-encode sa iisang device
Pinag-isang memorya at pagkalkula sa parehong materyal
Predictive theory na nag-uugnay sa molecular structure sa function
Sreebrata Goswami, Visiting Scientist sa CeNSE at co-author sa pag-aaral na nanguna sa disenyo ng kemikal, "Bihira na makita ang kakayahang umangkop sa antas na ito sa mga elektronikong materyales. Dito, ang disenyo ng kemikal ay nakakatugon sa pagtutuos, hindi bilang isang pagkakatulad, ngunit bilang isang prinsipyong gumagana."