Создан прорывной мемристор с рекордно низким энергопотреблением
В центре разработки — ДНК, которая, помимо своей природной роли носителя генетической информации, обладает уникальной плотностью хранения данных: в одном грамме может уместиться порядка 215 миллионов гигабайт.
Исследователи из Университета штата Пенсильвания нашли подход, позволяющий использовать эти свойства в электронных системах. Их решение основано на сочетании синтетической ДНК и перовскита — полупроводникового материала, широко применяемого в современных технологиях. Синтетические фрагменты ДНК были специально разработаны для выполнения электронных функций, а перовскит обеспечил эффективную проводимость.
В результате команда создала биогибридное устройство — мемристор, способный не только регулировать электрический ток, но и сохранять информацию даже после отключения питания. В отличие от обычных резисторов, такие элементы «запоминают» предыдущие состояния, что делает их особенно перспективными для нейроморфных вычислений, имитирующих работу мозга.
Ключевым преимуществом новой разработки стала высокая энергоэффективность. Устройство потребляет примерно в 100 раз меньше энергии по сравнению с традиционными решениями, при этом обеспечивая больший объём памяти. Это особенно важно на фоне растущих требований со стороны систем искусственного интеллекта.
Для создания устройства учёные модифицировали короткие цепочки ДНК, добавив в них наночастицы серебра, что позволило улучшить проводимость и упорядочить структуру материала. В отличие от природной ДНК, такие синтетические фрагменты легче контролировать на наноуровне, что открывает возможности для точной настройки свойств.
Полученный материал формирует стабильные проводящие каналы и работает при очень низком напряжении — менее 0,1 вольта. Устройство также продемонстрировало устойчивость к высоким температурам и длительную стабильную работу.
Разработка может стать основой для нового поколения энергоэффективной электроники, особенно в области искусственного интеллекта и нейроморфных систем, где требуется высокая плотность памяти и минимальное энергопотребление.
