Учёные из новосибирского Академгородка создали ключевые наноэлементы для посткремниевой электроники и нейрокомпьютеров

Научной группе из новосибирского Академгородка удалось впервые в мире создать уникальные нанопереключатели — приборы на основе монокристаллов двуокиси ванадия (VO2), которые резко и обратимо изменяют свое сопротивление и при этом демонстрируют рекордную энергоэффективность, сравнимую с эффективностью нейрона, высокое быстродействие и долговечность. Предложенная технология формирования переключателей интегрируется в хорошо развитую кремниевую технологию, что обеспечивает ее дешевизну. Большие массивы таких нанопереключателей перспективны для создания посткремниевой электроники и нейрокомпьютеров, работающих по принципам человеческого мозга.

Подробности исследования сотрудников Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН опубликованы в престижном научном журнале Nanoscale. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

Новый результат — продолжение работы, в ходе которой та же научная группа впервые синтезировала массивы упорядоченных монокристаллов диоксида ванадия. Этот материал — один из самых перспективных для создания компьютеров, функционирующих по принципу человеческого мозга: диоксид ванадия может очень быстро переходить из полупроводникового состояния в металлическое и обратно.


Переключатель представляет собой нанокристалл двуокиси ванадия с двумя контактами, один из которых — внедренная в кристалл проводящая кремниевая наноигла, с радиусом закругления около 10 нанометров Благодаря остроте контакта, у его вершины концентрируется электрическое поле и ток, что и обеспечивает малое напряжение переключения из полупроводникового в металлическое состояние. Это обеспечивает рекордную энергоэффективность прибора, которая сравнима с эффективностью нейрона. Для внедрений важно, что прибор практически весь кремниевый — и подложка, и наноигла, и второй контакт. Лишь нанокристалл между контактами - двуокись ванадия. Стандартной технологией сформировать такую трехмерную наноструктуру невозможно, тем более что подходящих подложек не существует. В основе нашей технологии лежат обнаруженные нами условия синтеза нанокристалла двуокиси ванадия на вершине кремниевой наноиглы, — объясняет заведующий лабораторией ИФП СО РАН, первый автор статьи в Nanoscale член-корреспондент РАН Виктор Яковлевич Принц.

Такие нанопереключатели необходимы для нейроморфных систем как аналоги нейронов. На данный момент плотность сформированных нанопереключателей — миллион на квадратный сантиметр, однако, ее можно увеличить в тысячу раз.


«С диоксидом ванадия мы работаем несколько лет: сначала, как и практически все в мире, исследовали поликристаллические пленки этого соединения. Первый наш значительный успех связан с тем, что мы смогли синтезировать упорядоченные идеально чистые монокристаллы этого соединения. Причем расположение последних задавалось созданными наноструктурами на кремниевой подложке. Сейчас мы продвинулись гораздо дальше — нам удалось создать на их основе полноценные наноприборы с наноконтактами. Наш подход синтеза кристаллов на кончике кремниевых наноигл можно распространить и на другие перспективные полупроводниковые материалы для которых отсутствуют подложки», — отмечает соавтор статьи, научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН Сергей Владимирович Мутилин.

Важным параметром новых переключателей является их долговечность — более 100 миллиардов переключений без изменений характеристик.

«Исследование выполнялось при финансовой поддержке Российского научного фонда, наши дальнейшие планы — работа по оптимизации нанопереключателей, а также формирование их связанного массива и создание искусственных нейросетей. На этом пути мы еще в самом начале», — добавляет Виктор Принц.

Поздравляем будущих граждан США :D

По поводу "новизны и впервые в мире":
https://www.dailytechinfo.org/electronics/10021-dioksid-vanadiya-perspektivnyy-material-dlya-elektroniki-sleduyuschego-pokoleniya.html

SandyStar
Ну вот, а я только хотел написать о том, что как приятно почитать, что в России, да плюс еще земляки! А не в каком-то забугорном институте...

Alone_Kedr
Российская электроника, славится по всей Земле.

открытие сделали молодцы только реализовывать япошки или китайцы с америкосами будут и применение внедрение их будет а наши как всегда, кокой нибудь чиновник взятку сразу захочет и все пропало, сколько патентов лежит и не применяются, кто успевает уехать за кордон там только решают вопрос!!!! обидно за людей которые годами достигают науки а потом выходят из кабинета чиновника и как в параше по бывали!!!!

vmurga73 писал(а):

и все пропало

И не говори Первое сообщение,почти за три года и всё пропало. Учись студент,как нужно.

Отличная новость из Академгородка,нашего славного сибирского города. Наглядный пример поддержки государством,научных разработок и работ в высокотехнологичной сфере. Чем больше государство,будет уделять внимания развитию наук и технологий. Тем быстрее страна,из потребителя высокотехнологичного оборудования,превратится в его импортёра. Всё для этого есть,больше волевых решений. Развивать,строить и производить. Космическая,атомная,судостроительная,военная отрасли во многом превосходят зарубежные и они,высокотехнологичны. Так неужто не сможем,стартануть и здесь. Да спокойно. Главное,что бы сверху был дан жёсткий приказ и достаточно финансировали. А талантливыми людьми Россия,всегда была богата.
Верится в это,легко. Поддержит президент,ту поправку которую предложил глава СК к конституции. Раком чиновников,поставим. Тех,из-за которых и происходит торможение,многих проектов и задумок. А развивать и воплощать в жизнь,множество нацпроектов уже не привыкать. Главное,убирать и наказывать тех,кто ворует и тормозит. Всё меняется,и здесь грядут огромные перемены. Убираем зависимость от решений МВФ,распаковываем кубышку с накопленным Россией капиталом,лежащим мёртвым грузом. Ставим приоритетными решения в Конституции страны,свои над чужими. Меняем Конституцию,под развитие и стабильность.
vmurga73 а ты,всё пропало Всё,только начинается. Первое,мы обеспечили безопасность страны. Создав,сильнейшую армию в мире. Затратив на это,огромнейшие деньги.Теперь можно и другие задачи решать,понимая что мы сильная страна защищённая от любых посягательств.

Если включить простую логику...Нет в России даже простейшего сотового телефона, как можно придумать какие то высокотехнологичные нанопереключатели???? Это все равно,что обезьяна придумала бы автомат Калашникова...

texnik111 писал(а):

Если включить простую логику...Нет в России даже простейшего сотового телефона, как можно придумать какие то высокотехнологичные нанопереключатели???? Это все равно,что обезьяна придумала бы автомат Калашникова...

И атомные станции во всём мире,строят с помощью каменного топора. И подводные лодки,и атомные ледоколы,и мосты где их построить не реально,и в космос американцев возим т.к. сами не в состоянии а телефоны собирают в Китае Высокие технологии,это не то что ты считаешь и меришь телефонами,телевизорами и др.бытовой техникой. Эта сфера,намного обширней.

...Да хоть что включайте! Прогресс дело не простое. Те же процессоры особой новизной технологий не могут похвастаться. Ищут новые технические решения, опираясь на уже устоявшиеся представления о том, как это происходит. Нашли вот это, теперь постараются применить такое на практике. А это как водится совсем не просто...

vmurga73 писал(а):

применение внедрение их будет а наши как всегда, кокой нибудь чиновник взятку сразу захочет и все пропало

Это капитолизом, детка! Ты же успешный предприниматель? Вот и предпринимай шаги - двигай перспективное направление. А к старости купишь себе остров с блэкджеком и ...

Добавлено спустя 1 минуту 35 секунд:

texnik111 писал(а):

Если включить простую логику...

То надо вылезти из подвала и оглядеться. Можно заметить, что в мире есть не только телефоны.

texnik111 писал(а):

Если включить простую логику...

Так включите её, прежде чем писать

Maisevera писал(а):

Чем больше государство,будет уделять внимания развитию наук и технологий.

РНФ

texnik111 писал(а):

Нет в России даже простейшего сотового телефона, как можно придумать какие то высокотехнологичные нанопереключатели????

От как можно быть таким тупым? Конкурировать с китайцами в производстве может захотеть только человек напрочь далёкий от бизнеса. Никому не нужен российский смартфон. Ну, может депутатов Госдумы обяжут таскать. Большинство развитых стран в мире глубоко плевала на производство смартфонов, для этого китайцы есть с отличным климатом, высочайшим уровнем организации и копеечными зарплатами.

Maisevera ты бы очки розовые свои снял бы, да на Россию может посмотришь по другому, какие технологии!!!

vmurga73 писал(а):

Maisevera ты бы очки розовые свои снял бы, да на Россию может посмотришь по другому, какие технологии!!!

Например такие, которые в топике. Или снова "всё на Мосфильме снято"?