Les chercheurs russes ont testé un nouveau matériau pour les neuro-ordinateurs

Les chercheurs de la chaire de physique de l'état solide et de nanosystèmes de l'Institut des technologies laser et plasma de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI en coopération avec les spécialistes de l'Institut de physique de l'état solide de l'Académie des sciences de Russie, ainsi que de l'Institut des technologies de microélectronique et de matériaux particulièrement pures de l'Académie des sciences de Russie ont proposé de nouveaux matériaux pour réaliser l'effet bipolaire à commutation résistive. Ces données peuvent permettre d'élaborer un ordinateur à base de memristors qui ne stockent pas seulement mais traitent également l'information à l'instar des neurones du cerveau humain. Les résultats ont été publiés dans le magazine Materials Letters.

Les études sur ce phénomène se déroulent actuellement dans le monde entier, aussi bien dans le domaine fondamental de la science qu'appliqué: l'effet bipolaire à commutation résistive peut être utilisé pour créer des cellules de mémoire non volatiles biterminales, ainsi que du memristor — quatrième élément fondamental de l'électronique. Les memristors peuvent devenir la base d'une nouvelle approche du traitement de l'information — ce qu'on appelle le memcomputing.

Le memcomputing désigne la nouvelle méthode de traitement de l'information quand la mémoire vive et la mémoire de masse (disque dur) sont assurées par les mêmes éléments — à l'instar des neurones du cerveau humain.

L'effet à commutation résistive se traduit par le fait que sous l'action d'un champ électrique extérieur la conductibilité du matériau peut significativement changer. De cette manière sont réalisés deux états métastables — hautement résistif et faiblement résistif. Si la nature de commutation dépend de l'orientation du champ électrique, l'effet est dit bipolaire. En soi le mécanisme physique de commutation dépend du type de matériau — il peut s'agir de la formation de canaux conducteurs grâce à la migration d'ions de métal, la formation de barrières de Schottky, les changements de phase métal-diélectrique et d'autres.

L'université MEPhI travaille sur la recherche de nouveaux matériaux où pourrait être réalité l'effet bipolaire à commutation résistive. Il a été démontré plus tôt qu'il est observé dans les systèmes à fortes corrélations électroniques, dont, par exemple, les matériaux à très forte magnétorésistance, ainsi que les supraconducteurs à haute température.

Grâce aux études scientifiques les chercheurs se sont arrêtés sur les couches épitaxiques qui se forment à la surface d'un support monocristal de titanate de strontium (épitaxie est une croissance régulière et ordonnée d'un matériau cristallin sur un autre). Les scientifiques ont prouvé la possibilité d'utiliser ces couches pour créer des memristors pour les ordinateurs de nouvelle génération.

«La nouveauté de notre travail consiste en l'utilisation de la méthode de lithographie qui permet d'élaborer la technologie de miniaturisation des éléments de la mémoire résistive», a déclaré le maître de conférences de la chaire de physique de l'état solide et de nanonsystèmes de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI Andreï Ivanov.