瑞士研究人员发现一种具有大脑学习能力的材料

瑞士研究人员发现，二氧化钒(VO2)具备“记住”先前外部刺激的整个过程的能力。

瑞士洛桑理工学院（EPFL）电力与宽带隙电子研究实验室（POWERlab）的博士生Mohammad Samizadeh Nikoo在研究VO2的相变时，获得了一个意想不到的发现——VO2在室温下具有绝缘相，并在加热到68℃时会经历从绝缘体到金属的急剧转变，而在此时其晶格结构发生变化。

Samizadeh Nikoo指出，VO2具有易失性记忆特性，在刺激消除之后，材料立即恢复到绝缘状态。为了发表论文，他开始研究VO2从一种状态转变到另一种状态需要多长时间。然而，他的研究有了意外发现：在收集了数百次测量数据后，发现了材料结构中具有的记忆效应。

意外的发现

在他的实验中，Samizadeh Nikoo对VO2样本施加电流，结果发现VO2随着电流加热而改变状态，而在电流消失后，VO2材料恢复到原来的状态。Samizadeh Nikoo随后发送了第二个电流脉冲，发现改变状态所需的时间与材料的历史密切相关。

POWERlab项目负责人Elison Matioli教授解释说：“VO2似乎‘记住’了第一个相变，并预测了下一个相变。我们没想到会看到这种记忆效应，它与电子状态无关，而是与材料的物理结构有关。这是一个新发现，没有其他材料有这样的表现。”

长达三个小时的记忆

研究人员发现，VO2可以回忆其最近的外部刺激长达三个小时。Matioli说，“记忆效应实际上可以持续数天，但我们目前还没有测量这种效应所需的仪器。”

此项研究发现意义重大，因为所确定的记忆效应是材料本身的固有特性。工程师通常依靠内存来完成各种计算，并且可以通过增加容量、速度和小型化来改进计算过程的材料需求量很大。VO2可以满足这三个条件。此外，其连续的结构记忆将其与典型的材料区分开来，后者根据对电状态的操作将数据存储为二进制信息。

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