大脑启发的纳米技术为更智能的电子产品提供了新的途径

想象一下，在未来，你的手机、电脑甚至一个微型可穿戴设备都可以像人脑一样思考和学习——更快、更智能地处理信息，消耗更少的能量。

弗林德斯大学和新南威尔士大学悉尼分校开发的一种新方法通过电“扭曲”单个纳米级铁电畴壁，使这一愿景更接近现实

畴壁几乎是看不见的，极其微小（1-10nm）的边界，这些边界自然出现，甚至可以在称为铁电体的特殊绝缘晶体内注入或擦除。这些晶体内的畴壁将具有不同束缚电荷取向的区域分开

更重要的是，弗林德斯大学物理学高级讲师Pankaj Sharma博士说，尽管这些微小的边界嵌入了绝缘晶体中，但它们可以作为调节电子流的通道，因此能够像人脑一样存储和处理信息

为什么这很重要？研究人员表示，与现有的数字计算机相比，模仿人脑的设备可以更快地处理大量信息，同时使用更少的能量，特别是在图像和语音识别等任务中

Sharma博士说：“通过这种新设计，这些晶体铁电材料中的铁电畴壁有望为新一代适应性存储设备供电，使我们更接近更快、更环保、更智能的电子产品。”。“我们的研究结果重申了铁电畴壁在基于集成铁电器件的脑启发神经形态和记忆计算应用中的前景。

”在我们的研究中，单个铁电畴壁被可控地注入并设计为模仿忆阻器行为。通过施加电场，我们仔细地操纵这面墙的形状和位置，使其弯曲和翘曲

“这种受控的运动会导致壁的电子特性发生变化，从而释放其在不同层次存储和处理数据的能力。”

这项新研究揭示了跨越两个终端设备的铁电畴壁如何作为“忆阻器”发挥作用——这种设备可以在不同层次上存储信息并记住其电活动的历史——类似于人脑中的突触

合著者新南威尔士大学教授Jan Seidel说：“关键在于壁的表面钉扎（固定在那里）与其在材料内部更深地扭曲或翘曲的自由之间的相互作用。

他说：“这些受控的扭曲创造了一系列电子态，实现了多级数据存储，消除了重复的壁注入或擦除的需要，使设备更加稳定可靠。”节能的域壁设备可能会彻底改变神经形态计算，这是一种受大脑启发的系统，有望重塑人工智能和数据处理。p