محققان EPFL کشف کرده‌اند که دی اکسید وانادیوم (VO2)، ترکیبی که در الکترونیک استفاده می‌شود، می‌تواند کل تاریخ محرک‌های خارجی قبلی را «به خاطر بیاورد». این اولین ماده ای است که به این ویژگی شناخته می شود، اگرچه ممکن است موارد دیگری نیز وجود داشته باشد.
محمد سمیع زاده نیکودر طول تحقیق خود در مورد انتقال فاز در دی اکسید وانادیوم (VO2) به کشفی تصادفی دست یافت. VO2 هنگامی که در دمای اتاق شل می‌شود، فاز عایق دارد و در دمای ۶۸ درجه سانتی‌گراد تحت یک انتقال شیب‌دار از عایق به فلز قرار می‌گیرد، جایی که ساختار شبکه‌ای آن تغییر می‌کند. سمیع زاده نیکو می گوید: به طور کلاسیک، VO2 یک حافظه فرار از خود نشان می دهد: “ماده بلافاصله پس از حذف تحریک به حالت عایق باز می گردد.”
برای پایان نامه خود، او تصمیم گرفت کشف کند که چقدر طول می کشد تا VO2 از یک حالت به حالت دیگر منتقل شود. اما تحقیقات او او را به مسیر دیگری هدایت کرد: پس از انجام صدها اندازه گیری، یک اثر حافظه را در ساختار ماده مشاهده کرد.
سمیع زاده نیکو در آزمایشات خود جریان الکتریکی را به نمونه ای از VO2 اعمال کرد. او توضیح می دهد: «جریان در سراسر مواد حرکت کرد و مسیری را دنبال کرد تا اینکه از طرف دیگر خارج شد. همانطور که جریان نمونه را گرم می کرد، باعث تغییر حالت VO2 شد. و پس از گذشتن جریان، ماده به حالت اولیه خود بازگشت. سمیع زاده نیکو سپس یک پالس جریان دوم را روی مواد اعمال کرد و دید که زمان تغییر حالت مستقیماً با تاریخچه مواد مرتبط است.
پروفسور الیسون ماتیولی توضیح می دهد: «به نظر می رسید VO2 انتقال مرحله اول را به یاد می آورد و مرحله بعدی را پیش بینی می کرد. ما انتظار نداشتیم که این نوع اثر حافظه را ببینیم که ربطی به حالت های الکترونیکی ندارد، بلکه به ساختار فیزیکی مواد مربوط می شود. این یک کشف جدید است: هیچ ماده دیگری به این شکل عمل نمی کند.»
محققان در ادامه دریافتند که VO2 قادر است جدیدترین محرک خارجی خود را تا سه ساعت به خاطر بسپارد. ماتیولی می‌گوید: «اثر حافظه در واقع می‌تواند برای چند روز باقی بماند، اما ما در حال حاضر ابزار لازم برای اندازه‌گیری آن را نداریم.»
کشف تیم تحقیقاتی مهم است زیرا اثر حافظه ای که آنها مشاهده کردند یک ویژگی ذاتی خود ماده است. مهندسان برای انجام محاسبات از همه نوع به حافظه تکیه می کنند و موادی که می توانند فرآیند محاسبات را با ارائه ظرفیت، سرعت و کوچک سازی بیشتر بهبود بخشند، تقاضای زیادی دارند. VO2 هر سه این کادر را علامت می‌زند. علاوه بر این، حافظه ساختاری و پیوسته ، آن را از مواد معمولی که داده ها را به عنوان اطلاعات باینری و وابسته به دستکاری حالت های الکترونیکی ذخیره می کنند، متمایز می کند.
محققان برای رسیدن به یافته های خود، اندازه گیری های زیادی انجام دادند. آنها همچنین نتایج خود را با استفاده از روش جدید برای مواد مختلف در آزمایشگاه های دیگر در سراسر جهان تأیید کردند. این کشف آنچه در مغز اتفاق می افتد را به خوبی تکرار می کند، زیرا سوئیچ های VO2 درست مانند نورون ها عمل می کنند.
محمد سمیع زاده نیکودر طول تحقیق خود در مورد انتقال فاز در دی اکسید وانادیوم (VO2) به کشفی تصادفی دست یافت. VO2 هنگامی که در دمای اتاق شل می‌شود، فاز عایق دارد و در دمای ۶۸ درجه سانتی‌گراد تحت یک انتقال شیب‌دار از عایق به فلز قرار می‌گیرد، جایی که ساختار شبکه‌ای آن تغییر می‌کند. سمیع زاده نیکو می گوید: به طور کلاسیک، VO2 یک حافظه فرار از خود نشان می دهد: “ماده بلافاصله پس از حذف تحریک به حالت عایق باز می گردد.”
برای پایان نامه خود، او تصمیم گرفت کشف کند که چقدر طول می کشد تا VO2 از یک حالت به حالت دیگر منتقل شود. اما تحقیقات او او را به مسیر دیگری هدایت کرد: پس از انجام صدها اندازه گیری، یک اثر حافظه را در ساختار ماده مشاهده کرد.
سمیع زاده نیکو در آزمایشات خود جریان الکتریکی را به نمونه ای از VO2 اعمال کرد. او توضیح می دهد: «جریان در سراسر مواد حرکت کرد و مسیری را دنبال کرد تا اینکه از طرف دیگر خارج شد. همانطور که جریان نمونه را گرم می کرد، باعث تغییر حالت VO2 شد. و پس از گذشتن جریان، ماده به حالت اولیه خود بازگشت. سمیع زاده نیکو سپس یک پالس جریان دوم را روی مواد اعمال کرد و دید که زمان تغییر حالت مستقیماً با تاریخچه مواد مرتبط است.
پروفسور الیسون ماتیولی توضیح می دهد: «به نظر می رسید VO2 انتقال مرحله اول را به یاد می آورد و مرحله بعدی را پیش بینی می کرد. ما انتظار نداشتیم که این نوع اثر حافظه را ببینیم که ربطی به حالت های الکترونیکی ندارد، بلکه به ساختار فیزیکی مواد مربوط می شود. این یک کشف جدید است: هیچ ماده دیگری به این شکل عمل نمی کند.»
محققان در ادامه دریافتند که VO2 قادر است جدیدترین محرک خارجی خود را تا سه ساعت به خاطر بسپارد. ماتیولی می‌گوید: «اثر حافظه در واقع می‌تواند برای چند روز باقی بماند، اما ما در حال حاضر ابزار لازم برای اندازه‌گیری آن را نداریم.»
کشف تیم تحقیقاتی مهم است زیرا اثر حافظه ای که آنها مشاهده کردند یک ویژگی ذاتی خود ماده است. مهندسان برای انجام محاسبات از همه نوع به حافظه تکیه می کنند و موادی که می توانند فرآیند محاسبات را با ارائه ظرفیت، سرعت و کوچک سازی بیشتر بهبود بخشند، تقاضای زیادی دارند. VO2 هر سه این کادر را علامت می‌زند. علاوه بر این، حافظه ساختاری و پیوسته ، آن را از مواد معمولی که داده ها را به عنوان اطلاعات باینری و وابسته به دستکاری حالت های الکترونیکی ذخیره می کنند، متمایز می کند.
محققان برای رسیدن به یافته های خود، اندازه گیری های زیادی انجام دادند. آنها همچنین نتایج خود را با استفاده از روش جدید برای مواد مختلف در آزمایشگاه های دیگر در سراسر جهان تأیید کردند. این کشف آنچه در مغز اتفاق می افتد را به خوبی تکرار می کند، زیرا سوئیچ های VO2 درست مانند نورون ها عمل می کنند.
کد خبر ۲۱۵۰۱۰۶۰۸.۵۲۷
