Ионы помогают электронам прыгать по материалу для нейроморфных компьютеров

Исследователи из Техасского университета A&M выяснили, как электроны и ионы движутся через металлоорганические каркасы (MOF) — материалы, которые могут лечь в основу электроники нового поколения. Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society. Об этом пишет издание Phys.org.

Группа под руководством профессора химической инженерии Перлы Бальбуэны и постдока Алехандро Авилеса Санчеса с помощью компьютерного моделирования изучила цинковый MOF с органическими линкерами. Оказалось, что электроны перемещаются не свободно, а «прыгают» между определёнными участками линкеров, и ионы внутри материала облегчают эти прыжки.

Это открытие приближает создание нейроморфных устройств — аналоговых компьютеров, вдохновлённых работой мозга. В отличие от обычных цифровых машин, где память и вычисления разделены, мозг обрабатывает и хранит информацию в одном месте, что делает его крайне энергоэффективным. Материалы, способные менять электропроводность под воздействием стимулов, могут воспроизвести этот принцип.

По словам учёных, механизм, выявленный в ходе моделирования, поможет объяснить поведение и других редокс-активных MOF. Команда Бальбуэны сотрудничает с экспериментаторами из Sandia National Labs, Национальной лаборатории Скалистых гор и химического факультета Техасского университета A&M.