Графенов пробив обещава следващо поколение AI

Ново изследване доказва пригодността на графена за подобряване на производителността на мемристорите, в сравнение с други материали. Този пробив в графеновите мемристори проправя пътя към следващото поколение изкуствен интелект, вярват учените. 

Изследователи от Лондонския университет Queen Mary и компанията Paragraf Limited постигнаха значителен напредък в разработването на мемристори, базирани на графен, съобщи Phys.org. Постижението, публикувано в сп. ACS Advanced Electronic Materials, представлява важна стъпка в мащабируемото производство на базирани на графен мемристори, които са необходими за енергонезависимата памет и  невронните мрежи.

Мемристорите могат да извършват аналогови изчисления, да съхраняват данни без захранване и да имитират синаптичните функции на човешкия мозък. Те се разглеждат като потенциални революционни устройства в изчислителната техника.

Интегрирането на графен, материал с най-високата мобилност на електрони от всяко известно вещество, може значително да подобри мемристорите. Доскоро обаче беше изключително трудно графенът да се мащабира и внедри в електрониката.

„Графеновите електроди носят ясни ползи за мемристорната технология. Те предлагат не само повишена издръжливост, но и [възможност за] вълнуващи нови приложения като светлочувствителни синапси и оптично регулируема памет”, казва д-р Чжичао Уен, научен сътрудник в Училището по физични и химически науки в Royal Mary.

Едно от ключовите предизвикателства при разработването на мемристори е деградацията на устройството, която графенът може да предотврати. Чрез блокиране на химически пътища, които разрушават традиционните електроди, графенът може значително да удължи живота и надеждността на мемристорите.

Прозрачността на графена, позволяваща преминаване на 98% от светлината, също така открива възможност за авангардни компютърни приложения, особено в областта на изкуствения интелект и оптоелектрониката.

Новото изследване е важна стъпка към мащабируемостта на графеновата електроника. В исторически план производството на висококачествен графен, съвместим с полупроводникови процеси, е значителна пречка. Но патентованият процес на метало-органично химическо отлагане на пари (MOCVD), разработен от Paragraf, позволява монослойният графен да се отглежда директно върху целеви субстрати.

Този мащабируем подход вече се използва в търговски устройства като базирани на графен сензори на Хол и транзистори с полеви ефекти (GFET). „Възможността да се използва графен за изграждане на изчислителни устройства от следващо поколение, които могат да комбинират логика и съхранение по нови начини, отваря вратата за решаване на [проблема с] енергийните разходи за обучение на големите езикови модели за AI”, казва Джон Тинги, главен технически директор на Paragraf.

Екипът от изследователи използва многоетапен процес на фотолитография, за да моделира и интегрира графенови електроди в мемристори, получавайки възпроизводими резултати, които проправят пътя за широкомащабно производство.

„Нашето изследване не само доказва концепцията, но и пригодността на графена за подобряване на работата на мемристорите, в сравнение с други материали”, заключава Оливър Фенуик, професор по електронни материали в Училището по инженерство и наука за материалите на Queen Mary.