最新发现:像大脑一样学习的材料

瑞士研究人员发现，电子产品中使用的二氧化钒可以“记住”之前外界刺激的全部历史。这是第一个具有这种性质的材料，研究成果发表在《自然电子学》期刊上。

在研究二氧化钒相变的过程中，洛桑联邦理工学院功率和宽带隙电子研究实验室的研究人员发现，二氧化钒在室温下弛豫时存在绝缘相，在68时经历陡峭的绝缘体到金属的转变，其晶格结构发生变化。传统上，二氧化钒表现出易失性记忆(材料在激励去除后立即返回绝缘状态)。经过数百次测量，研究人员观察到了材料结构中的记忆效应。

研究人员对二氧化钒样品施加电流。当电流加热样品时，会导致二氧化钒改变状态。一旦电流通过，材料就会恢复到初始状态。研究人员对材料施加第二个电流脉冲，发现改变状态所需的时间与材料的历史直接相关。研究人员解释说，这种材料似乎“记住”了第一次相变，并预测了下一次相变。这种记忆效应与电子状态无关，而与材料的物理结构有关。

研究人员发现，二氧化钒可以记住最近的外部刺激长达3个小时。这就像大脑中发生的事情的一个很好的副本，因为二氧化钒开关的行为就像一个神经元。

这一发现的重要性在于，观察到的记忆效应是材料本身固有的特性。工程师依靠内存进行各种计算，对通过提供更大容量、速度和小型化来增强计算过程的材料有很大的需求。二氧化钒符合所有这些条件。更重要的是，其连续的结构记忆使其不同于传统材料，传统材料将数据存储为依赖于电子态操作的二进制信息。