Учёные из Лондонского университета королевы Марии совместно с компанией Paragraf Limited совершили значительный прорыв в развитии мемристоров на базе графена.
Это достижение, представленное в издании ACS Advanced Electronic Materials, знаменует важный этап в масштабном производстве графеновых мемристоров, необходимых для энергонезависимой памяти и искусственных нейронных сетей.
Мемристоры, устройства, способные выполнять аналоговые вычисления, сохранять данные без источников энергии и имитировать синаптические функции человеческого мозга, рассматриваются как потенциально революционные в сфере вычислительной техники. Использование графена, обладающего наивысшей подвижностью электронов среди известных материалов, может значительно улучшить данные устройства. Однако прежде возникали сложности в его масштабировании и интеграции в электронику.
«Графеновые электроды предоставляют очевидные преимущества в технологии мемристоров. Они обеспечивают не только повышенную долговечность, но и захватывающие новые возможности, такие как светочувствительные синапсы и память, настраиваемая через оптические сигналы», — утверждает доктор Чжичао Вэн, научный сотрудник Школы физико-химических наук в Королевской Мэри.
Одной из ключевых задач при создании мемристоров является их деградация, которую графен способен препятствовать. Блокируя химические воздействия, разрушающие традиционные электроды, графен существенно увеличивает срок службы и надёжность этих устройств. Его способность пропускать 98% света способствует новаторским разработкам в области искусственного интеллекта и оптоэлектроники.
Данное исследование является важным шагом в сторону крупномасштабного производства графеновой электроники. Ранее создание высококачественного графена, подходящего для полупроводниковой индустрии, было значимой проблемой. Тем не менее, запатентованный Paragraf метод металл-органического химического осаждения из паровой фазы (MOCVD) позволяет выращивать графеновый монолист непосредственно на целевых подложках.
Эта масштабируемая технология уже используется в коммерческих устройствах, таких как графеновые датчики Холла и полевые транзисторы (GFET). «Потенциал использования графена в новых вычислительных устройствах, которые объединяют логику и память, открывает новые горизонты для решения проблемы энергопотребления при обучении больших языковых моделей в искусственном интеллекте», — комментирует Джон Тингей, технический директор Paragraf.
Команда применила многоэтапный процесс фотолитографии для создания и интеграции графеновых электродов в мемристоры, что позволяет достигать воспроизводимых результатов и открывает путь к массовому производству. «Наше исследование не только доказало теоретическое обоснование, но и подтвердило пригодность графена для усовершенствования характеристик мемристоров по сравнению с другими материалами», — заявляет профессор Оливер Фенвик, специалист по электронным материалам в Школе инженерии и материаловедения Королевы Марии.
Источник: iXBT
