İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Gr/hBN cihazının performans müqayisəsi və onun iş mexanizminin sxematik diaqramı. Mənbə: Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-025-01551-7

Son bir neçə onillikdə elektronika mühəndisləri insan beynindəki neyronların təşkilini əks etdirən yeni neyromorfik aparatlar, sistemlər hazırlamağa çalışırlar. Bu sistemlər süni intellekt (Sİ) modellərini, xüsusən də süni neyron şəbəkələrini (SNŞ) mövcud cihazlardan daha etibarlı və səmərəli şəkildə işlədə bilər.

Neyromorfik sistemlərin üstünlüyü, sinapsların (yəni neyronlar arasındakı qovşaqların) müxtəlif əlaqə güclərini necə saxladığına bənzər şəkildə bir çox sabit yaddaş vəziyyətini saxlamaq qabiliyyətidir. Bu cihazları reallaşdırmaq üçün perspektivli bir yol, spontan elektrik polyarizasiyası nümayiş etdirən və elektrik olmadığı təqdirdə belə bu polyarizasiyanı qoruya bilən ferroelektrik materialların istifadəsini əhatə edir.

Ferroelektrik materialların bu xüsusiyyəti onları davamlı enerji təchizatı olmadan məlumat saxlaya bilən dəyişkən olmayan yaddaşların, cihazların yaradılması üçün əlverişli edir. Onlar həmçinin elektron cihazlardan keçən cərəyan axınını idarə edən komponentlər olan tranzistorların yaradılmasında da istifadə edilə bilər.

Nanjing Aeronavtika və Astronavtika Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda atom kimi nazik materialların təbəqələrinin bir-birinə nisbətən bir qədər sürüşə biləcəyi yeni bir ferroelektrik tranzistor təqdim etdilər. Bu yaxınlarda Nature Electronics jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə təqdim edilən bu sürüşmə tranzistorun 3024 sabit polyarizasiya vəziyyətini saxladığı aşkar edildi ki, bu da əsasən elektrik yükü nümunələrini müxtəlif yollarla saxlaya biləcəyi deməkdir.

Məqalənin ilk müəllifi Xiaofan Wang Tech Xplore-a verdiyi açıqlamada bildirib ki, “Əvvəlki bir çox tədqiqatlar van der Waals homo-ikiqat təbəqələrinə əsaslanan sürüşən ferroelektrik cihazları araşdırıb . Bu cihazlar cihaz ölçüləri ilə müqayisə edilə bilən böyük sahəli ferroelektrik domenlər nümayiş etdirir və bu da iki qütbləşmə vəziyyəti arasında sürətli və yorğunluğa davamlı keçid imkanı verir. Lakin, süni intellekt kontekstində onların neyromorfik funksionallıqlar üçün çoxvəziyyətli qütbləşmə modulyasiyasına nail olmaq qabiliyyəti hələ də qeyri-kafi olaraq qalır.”

Vanq və həmkarları tərəfindən aparılan son tədqiqatın əsas məqsədi sürüşmə ferroelektrik cihazların işini yaxşılaşdırmaq idi. Bunun üçün onlar qrafen (Gr) /altıbucaqlı bor nitridi (hBN) heterostrukturlarından (yəni, müxtəlif materialların üst-üstə yığılmış təbəqələri olan strukturlardan) istifadə etdilər. Onların strukturlarındakı iki material mükəmməl şəkildə bir-birinə uyğun gəlmir və muar naxışı kimi tanınan xarakterik bir naxış yaradır.

Sürüşən ferroelektrik cihazların performansının artırılması

Tədqiqatçılar ferroelektrik sürüşmə tranzistorlarını yaratmaq üçün əvvəlcə çox nazik material təbəqələri əldə etmək üçün mexaniki aşındırma yolu ilə Gr və hBN təbəqələrini hazırladılar. Daha sonra, onlar yaş həlledicilər olmadan material təbəqələrini ötürmək üçün quru köçürmə metodundan istifadə edərək Gr/hBN heterostrukturlarını qurdular.

Vanq izah etdi: “Nəhayət, elektron şüa metal buxarlanması adlanan bir üsuldan istifadə edərək mənbə və drenaj elektrodları hazırladıq. Elektrik ölçmələri zamanı mənbə və drenaj arasında bir sıra DC gərginlik impulsları tətbiq etməklə çoxvəziyyətli ferroelektrik polyarizasiya modulyasiyasına nail olundu. Bundan əlavə, mənbə-drenaj impulslarının və qapı gərginliyinin birgə tətbiqi ilə lokal daşıyıcıların muar potensialı ilə tələb üzrə modulyasiyasını həyata keçirə bildik.”

Vanq və həmkarları tərəfindən hazırlanmış tranzistorun iki əsas üstünlüyü onun sadə quruluşu və cəmi bir neçə atom qalınlığında olmasıdır. Bu keyfiyyətlər onun daha kiçik neyromorfik aparatların hazırlanması üçün istifadəsini asanlaşdırır.

Vanq bildirib ki, “Cihazımız həmçinin üstün performans nümayiş etdirir. Tənzimlənə bilən polyarizasiya vəziyyətlərinin sayı mövcud ferroelektrik sistemlərinkindən iki dəfə çoxdur ki, bu da neyromorfik sistemlərin əməliyyat enerji səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər.”

Beyinlə ilhamlanan aparatların inkişafına töhfə vermək

İlkin sınaqlarda yeni sürüşən ferroelektrik tranzistorun tək bir iş rejimində (yəni, aşqarlama səviyyəsində) kilidləndikdə 36-dan çox polyarizasiya vəziyyəti yaratdığı aşkar edilmişdir. Qapı gərginliyindən istifadə edərək komanda 84 fərqli iş rejimi (yəni, aşqarlama səviyyələri) əldə etmişdir. Buna görə də, cihaz ümumilikdə 3024 unikal polyarizasiya vəziyyətini saxlaya bilmişdir.

Diqqətəlayiq haldır ki, onun saxladığı vəziyyətlərin olduqca sabit olduğu və 100.000 saniyədən çox davam etdiyi aşkar edilmişdir. Tədqiqatçılar həmçinin tranzistorlarından istifadə edərək görüntü tanıma üçün süni intellekt alqoritmini işə saldılar və onun təxminən 93% dəqiqliyə nail olduğunu aşkar etdilər.

Vanq bildirib ki, “İşimiz ferroelektrik sistemlərdə nanoskalada manipulyasiya edilə bilən polyarizasiya vəziyyətlərinin sayını əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Bundan əlavə, bu təsir otaq temperaturunda və hətta yüksək temperaturda sabit şəkildə modulyasiya edilə bilər, eyni zamanda material sistemi də miqyaslanma potensialına malikdir.”

Bu son tədqiqat miniatürləşdirilmiş və yüksək performanslı neyromorfik aparatların reallaşdırılması üçün yeni imkanlar aça bilər. Tədqiqatçılar tərəfindən yaradılan yeni tranzistor tezliklə digər komponentlərlə inteqrasiya olunaraq müəyyən tətbiqlər üçün süni intellektlə işləyən cihazlar yarada bilər.

Vanq əlavə edib ki, “Gələcək tədqiqatlarımızda Gr/hBN sürüşən ferroelektrik tranzistorunu lövhə miqyaslı, miqyaslana bilən tətbiqə doğru inkişaf etdirməyi hədəfləyirik, eyni zamanda cavab sürəti, davamlılıq və əldə edilə bilən polyarizasiya vəziyyətlərinin sayı kimi aspektlərdə onun performansını artırmağa davam edirik”.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Lisa Lok tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Xiaofan Wang və digərləri, Otaq temperaturunda bir sürüşən ferroelektrik tranzistor daxilində minlərlə dəyişkən olmayan polyarizasiya vəziyyətinin manipulyasiya edilməsi, Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-025-01551-7

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

© 2026 Science X Network