研究人員開發薄膜作為下一代憶阻元件電阻切換材料
編譯／高晟鈞
憶阻器（Memristor）又名記憶電阻，是一種被動的電子元件，如同電阻器一般，能夠維持一股安全的電流通過電子裝置。與傳統電阻器不同的是，憶阻器可以在關閉電源後，保留先前通過電荷量（內阻）的記憶。
憶阻器裝置在人工智慧系統領域特別收到歡迎；然而，儘管其擁有優秀的性能，卻也有許多問題需要克服。其中除了像是資料保留、耐用性與大量電腦狀態等相關問題之外，其耗時的製程也是一大難題。
無電成型製程
韓國三育大學的Min Kyu Yang教授在近日開發出了一種銀基薄膜，用作憶阻器裝置中的電阻切換材料。這種銀基薄膜有利於「無電成型」製程（操作前不需要電流來誘導化學變化），可以透過形成主動層來實現低功率操作。
研究人員利用多種光譜技術來分析銀基薄膜材料，包括：高解析度透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜、俄歇電子能譜和盧瑟福背散射能譜。另外，團隊也針對各種電極與電阻切換層進行分析，來揭示銀原子的作用機制。
研究團隊的實驗結果顯示，即使在85OC的環境下持續運作兩小時，該裝置也可以保持穩定性。這顯示了過渡金屬材料增強憶阻元件的能力。
半導體儲存容量需求指數上漲
由於現今對於半導體儲存容量的要求不斷上升，普遍認為兆位元組的儲存單元已經遠遠不夠。對此，神經形態晶片被認為與是人工智慧系統最為匹配的下一代半導體。這些晶片將需要具備低功耗、小尺寸以及分析人類行為模式能力的可能性。
「採用基於銀的擴散憶阻裝置結構可能會促進神經形態晶片的發展，這些晶片可以在第四次工業革命市場中找到廣泛的應用，包括：數據分析、語音辨識、臉部辨識、自動駕駛汽車和物聯網等，並為正在進行的5G通訊革命做出巨大貢獻。
從長遠來看，這些憶阻設備的功耗可能適合人腦生物突觸建模的應用，它們具有無電鑄操作和低功耗的特點，是未來非揮發性記憶體和人工突觸設備較有希望的候選者。
資料來源：TechXplore
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