Có thể điều khiển chính xác hydro bằng tín hiệu điện để cho phép tự học và ghi nhớ.

Trong khi trí tuệ nhân tạo hiện đại đòi hỏi khả năng xử lý nhanh chóng lượng dữ liệu khổng lồ, việc tách biệt tính toán và bộ nhớ trong máy tính thông thường dẫn đến tốc độ xử lý giảm và tiêu thụ điện năng cao. "Các chất bán dẫn thần kinh mô phỏng", thực hiện tính toán và lưu trữ đồng thời bằng cách bắt chước bộ não con người, đang thu hút sự chú ý như một công nghệ thế hệ tiếp theo có thể giải quyết vấn đề này. Cốt lõi của chất bán dẫn này là một thiết bị khớp thần kinh nhân tạo thay đổi độ dẫn điện dựa trên tín hiệu điện và duy trì trạng thái đó. Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào hydro như một giải pháp.

Các thiết bị bộ nhớ dựa trên oxit thông thường chủ yếu sử dụng sự di chuyển của các lỗ trống oxy (khuyết tật) làm bộ nhớ. Tuy nhiên, điều này gây khó khăn trong việc đảm bảo tính ổn định lâu dài và tính đồng nhất giữa các thiết bị. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề bằng cách phát triển phương pháp riêng để kiểm soát chính xác việc bơm và xả các ion hydro (H +) bằng cách sử dụng điện trường.

Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vì công nghệ này lần đầu tiên được triển khai trong cấu trúc thẳng đứng hai đầu cực. Cấu trúc này rất có lợi cho các chip AI mật độ cao thế hệ tiếp theo, vì nó tạo điều kiện thuận lợi cho mật độ tích hợp cao và quy trình sản xuất thiết bị đơn giản. Cho đến nay, chưa có trường hợp nào được báo cáo về việc kiểm soát chính xác sự di chuyển của hydro trong cấu trúc thẳng đứng để thực hiện các hoạt động AI.

Thiết bị trí tuệ nhân tạo (AI) dựa trên hydro mới được phát triển đã hoạt động ổn định trong hơn 10.000 lần lặp lại và duy trì trạng thái bộ nhớ nguyên vẹn ngay cả sau khi được lưu trữ trong thời gian dài. Hơn nữa, người ta đã chứng minh rằng các chức năng học tập và ghi nhớ tương tự như các khớp thần kinh trong não người có thể được thực hiện thành công thông qua các đặc tính tương tự về khả năng dẫn điện thay đổi dần dần.

Nhà nghiên cứu cấp cao Lee Hyun Jun cho biết: "Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng không chỉ đơn thuần là phát triển một chất bán dẫn AI khác. Nó trình bày một cơ chế chuyển mạch điện trở mới sử dụng sự di chuyển của hydro, hoàn toàn khác với bộ nhớ dựa trên khuyết tật oxy hiện có."

Nhà nghiên cứu cộng tác Noh Hee Yeon nhấn mạnh: "Đây là trường hợp đầu tiên kiểm soát chính xác sự di chuyển của các nguyên tử hydro giữa các lớp bán dẫn xếp chồng lên nhau bằng điện. Những phát hiện từ nghiên cứu này, làm sáng tỏ cơ chế di chuyển của hydro, sẽ thay đổi căn bản kiến ​​trúc phần cứng AI và thúc đẩy kỷ nguyên của các chất bán dẫn thần kinh mô phỏng thế hệ tiếp theo, tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao."