Мемристор — резистор с эффектом памяти, способный менять записанную в нем информацию под действием внешнего поля и сохранять ее при отключении этого поля (что значительно повышает энергоэффективность по сравнению с современными используемыми технологиями). Такие устройства являются перспективными элементами для нейроморфных компьютеров — вычислительных архитектур, имитирующих работу человеческого мозга.
Для использования мемристоров требуется решить несколько технических задач. В частности, обеспечить их стабильную работу на протяжении многих циклов переключений, а также увеличить количество состояний мемристора с определенным сопротивлением, которое он способен удерживать в течение длительного времени. Чем больше стабильных состояний может хранить устройство, тем выше его способность к обучению.
Чтобы улучшить работу мемристоров, ученые МГУ им. М.В. Ломоносова и НИЦ "Курчатовский институт" предложили метод управляемого дефектообразования с помощью облучения альфа-частицами.
"Курчатовский институт обладает необходимым оборудованием для исследования различных электрофизических характеристик мемристоров, в том числе пластичности. Мы провели измерения образцов до и после облучения. Результаты показали улучшение работы устройства в плане как стабильности резистивных переключений, так и количества устойчивых состояний — их число выросло почти в 3 раза", — комментирует Борис Швецов, младший научный сотрудник группы нейроморфных систем Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий. — Такой результат позволяет использовать ионизирующее излучение как метод улучшения характеристик мемристивных структур для дальнейшего использования в нейроморфных вычислительных системах".
Ученые отмечают, что управляемое формирование дефектов открывает путь к тонкой настройке характеристик мемристоров уже после их изготовления, без необходимости изменения состава материалов или конструкции устройства. Это существенно расширяет технологические возможности создания основанных на мемристорах электронных систем. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.