Исследовательская группа Департамента нанотехнологий Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) успешно разработала ИИ-полупроводник на основе двухконтактной структуры. Это устройство способно точно управлять ионами водорода с помощью электрических сигналов, реализуя функции самообучения и памяти. Результаты исследования, совместно проведённого старшим научным сотрудником Ли Хён Джуном и заместителем научного сотрудника Но Хи Ён, были опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces и выбраны для обложки.
Современные системы искусственного интеллекта требуют быстрой обработки огромных объёмов данных, а разделение вычислительных и запоминающих блоков в традиционных компьютерах приводит к снижению скорости обработки и увеличению энергопотребления. «Нейроморфные полупроводники», имитирующие интегрированный механизм вычислений и хранения синапсов человеческого мозга, рассматриваются как следующее поколение технологий для решения этой проблемы. Исследовательская группа инновационно предложила введение ионов водорода в качестве решения.
В отличие от традиционных запоминающих устройств на основе оксидов, которые в основном полагаются на миграцию кислородных вакансий (дефектов) для реализации резистивного переключения, этот подход затрудняет обеспечение долгосрочной стабильности и воспроизводимости устройств. Команда DGIST разработала новый метод точного управления инжекцией и разрядкой ионов водорода с помощью электрического поля. Старший научный сотрудник Ли Хён Джун заявил: «Значение этого исследования выходит далеко за рамки разработки ещё одного ИИ-полупроводника. Оно предлагает новый механизм резистивного переключения на основе миграции водорода, который полностью отличается от существующей памяти на основе кислородных вакансий».
Эта технология впервые успешно применена в двухконтактной вертикальной структуре, которая имеет значительные преимущества для следующего поколения высокоплотных ИИ-чипов, способствуя достижению высокой степени интеграции и упрощению производственных процессов. Экспериментальные данные показывают, что новое водородное ИИ-устройство стабильно работает после более чем 10 000 повторных операций и сохраняет полное состояние памяти даже после длительного хранения. Благодаря аналоговой характеристике постепенного изменения проводимости, это устройство успешно реализовало функции обучения и памяти, подобные синапсам человеческого мозга.
Заместитель научного сотрудника Но Хи Ён подчеркнула: «Это первый случай точного управления миграцией атомов водорода между слоями полупроводника с помощью электрических средств. Это исследование проясняет механизм миграции водорода, и его результаты коренным образом изменят архитектуру ИИ-аппаратного обеспечения и ускорят появление следующего поколения низкопотребляющих, высокоэффективных нейроморфных полупроводников».
Детали публикации: Авторы: Хи Ён Но и др. Название: «Исследование регулируемой водородной динамики под электрическим смещением для применения в нейроморфной памяти», опубликовано в: ACS Applied Materials & Interfaces (2026). Информация о журнале: ACS Applied Materials & Interfaces, Advanced Science
