記者7月7日從南京大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院教授繆峰、副教授梁世軍團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南京理工大學(xué)教授程斌，通過(guò)構(gòu)筑特殊堆垛構(gòu)型的魔角石墨烯器件，觀測(cè)到電子型鐵電性與拓?fù)溥吔鐟B(tài)的共存，并基于可選擇的準(zhǔn)連續(xù)鐵電開(kāi)關(guān)，首次提出了噪聲免疫的類腦計(jì)算方案。該工作為開(kāi)發(fā)基于拓?fù)溥吔鐟B(tài)的新型低功耗電子器件開(kāi)辟了全新技術(shù)路線。相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·納米技術(shù)》。

半導(dǎo)體芯片的運(yùn)行依賴于電子傳輸。傳統(tǒng)材料中，電子傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡像十字路口行駛的車輛一樣不規(guī)則，消耗較多能量。而拓?fù)淞孔硬牧现写嬖陔娮觽鬏數(shù)摹案咚俟贰薄負(fù)溥吔鐟B(tài)。通過(guò)按需改變材料陳數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)拓?fù)溥吔鐟B(tài)數(shù)目的調(diào)控，有望開(kāi)發(fā)出以拓?fù)溥吔鐟B(tài)為全新信息載體的計(jì)算技術(shù)。

莫爾超晶格材料是一類通過(guò)構(gòu)筑特殊的二維材料異質(zhì)結(jié)界面結(jié)構(gòu)所形成的材料體系。研究團(tuán)隊(duì)先構(gòu)建了一個(gè)全新的莫爾異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，撤去施加的外電場(chǎng)后，該莫爾體系中的電極化不會(huì)消失，表明了鐵電性的存在。而在垂直磁場(chǎng)下，材料中涌現(xiàn)了陳絕緣體，這使得研究人員能夠利用鐵電極化來(lái)調(diào)控不同的陳數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)不同拓?fù)溥吔鐟B(tài)的非易失切換。隨后，他們?cè)谀Ы请p層石墨烯器件中實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)連續(xù)鐵電態(tài)的開(kāi)關(guān)功能。最后，團(tuán)隊(duì)利用鐵電陳絕緣體的拓?fù)溥吔鐟B(tài)作為信息載體，提出了噪聲免疫的類腦計(jì)算方案。

“此次研究主要是概念驗(yàn)證。未來(lái)，我們還需克服大面積材料的轉(zhuǎn)移、器件的規(guī)?；煞桨浮⑼鈬m配電路的開(kāi)發(fā)等諸多挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔宇惸X計(jì)算芯片原型的開(kāi)發(fā)，探索其在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用。”繆峰說(shuō)。（記者金鳳）