2 nm记忆电阻器;突触模型;可穿戴式供暖。
2 nm记忆电阻器
马萨诸塞大学阿默斯特分校和布鲁克海文国家实验室的研究人员建造了忆阻交叉阵列具有2nm的特征尺寸和单层密度高达4.5兆位每平方英寸。该团队表示，这些阵列采用了与铸造厂兼容的制造技术。
“这项工作将为存储和非常规计算应用带来低功耗的高密度忆阻器阵列，”阿姆赫斯特大学电气和计算机工程教授夏强飞说。“工作电路采用了广泛用于制造计算机芯片的技术。”
2纳米忆阻交叉阵列。(来源:马萨诸塞大学阿默斯特分校)
该团队工作的关键是使用“纳米鳍”作为电极，这种金属纳米结构具有非常高的高宽比和大大降低的电阻。
据研究人员介绍，忆阻器交叉阵列可与最先进的64层和多层3D-NAND闪存中使用三维堆叠实现的信息密度相媲美。
突触模型
密歇根大学的研究人员开发了一种记忆电阻器，可以更好地模拟突触的行为连接两个神经元。
虽然忆阻器是模拟信号通过神经元时神经元之间的连接增强或减弱的良好模型，但以前无法精确控制忆阻器内导电材料通道的形状。
新装置由二维二硫化钼层组成，锂离子注入其中。
研究小组发现，如果有足够的锂离子存在，硫化钼就会改变其晶格结构，使电子能够轻松地穿过薄膜，就像金属一样。但在锂离子太少的地区，硫化钼会恢复原来的晶格结构，变成半导体，电信号很难通过。
通过电场的作用，锂离子很容易在层内重新排列。这一点一点地改变了导电区域的大小，从而控制了设备的电导。
“因为我们改变了薄膜的‘体积’特性，电导的变化更加渐进，也更加可控，”密歇根大学电气与计算机工程教授陆伟(Wei Lu)说。
二硫化钼层与锂离子之间的示意图。在右边，简化的插图显示了二硫化钼在锂原子存在和不存在的情况下，分别在金属(1T’相)和半导体(2H相)之间改变其原子排列。(资料来源:密歇根大学纳米电子学组，Xiaojian Zhu)
此外，分层结构让团队将多个忆阻器与共享的锂离子连接起来。单个神经元的树突，或其信号接收端，可能有几个突触连接到其他神经元的信号臂。Lu将锂离子的可用性与使突触生长的蛋白质的可用性进行了比较。
如果一个突触的生长释放这些蛋白质，附近的其他突触也会生长。神经科学家认为，突触之间的这种合作有助于迅速形成持续几十年的生动记忆，并创造联想记忆。然而，如果蛋白质稀缺，一个突触就会以另一个突触为代价生长，从而减少连接的数量。
这是该团队使用忆阻器设备所表现出的行为。在竞争场景中，锂离子从设备的一侧被排出。有锂离子的一侧电导增加，模拟生长，而没有锂离子的一侧电导受到阻碍。
在合作场景中，他们用四个可以交换锂离子的设备制作了一个忆阻器网络，然后从一个设备中虹吸一些锂离子到其他设备中。在这种情况下，不仅锂供体可以增加其电导，其他三个装置也可以，尽管它们的信号没有那么强。
该团队目前正在构建这样的忆阻器网络，以探索它们在神经形态计算方面的潜力。
可穿戴式加热
罗格斯大学和俄勒冈州立大学的研究人员开发了一种轻薄耐用的产品加热块利用强脉冲光烧结技术将银纳米线与聚酯纤维熔合。研究人员说，它可以由硬币电池供电，加热性能比同类产品高出近70%。
研究小组估计，全球47%的能源用于室内供暖，其中42%的能源被浪费在为空旷的空间和物体供暖上，而不是为人供暖。然而，个人加热贴片可以缝在衣服上，在身体需要的地方提供定向热量。
这张图片展示了如何利用氙气灯的强光脉冲，将涤纶织物与微小的银丝融合在一起，制作一个个人加热贴片。(资料来源:Hyun-Jun Hwang和Rajiv Malhotra/罗格斯大学新不伦瑞克分校)
罗格斯大学机械与航空航天工程系助理教授拉吉夫·马尔霍特拉说:“这在建筑环境中很重要，在建筑环境中，我们通过加热建筑物而不是选择性地加热人体，浪费了大量的能源。”
接下来的步骤包括观察这种方法是否可以用于创建其他智能织物，包括基于补丁的传感器和电路。工程师们还想确定需要多少贴片，以及贴片应该贴在人们身上的什么地方，以保持舒适，同时减少室内能源消耗。
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