`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

На пороге хаоса может быть создана мощная новая электроника

+33
голоса

Железные материалы на краю хаоса могут быть использованы для создания электронных мозгоподобных систем для сложных вычислений.

Явление, хорошо известное из теории хаоса, впервые было обнаружено в материале учеными из Университета Гронингена, Нидерланды.

Структурный переход в ферроэластичном материале титаната бария, вызванный повышением или понижением температуры, напоминает периодическое удвоение, наблюдаемое в нелинейных динамических системах. Этот «пространственный хаос» в материале был впервые предсказан в 1985 году и может быть использован в таких приложениях, как адаптируемая нейроморфная электроника.

Команда физиков из Университета Гронингена во главе с профессором функциональных наноматериалов Беатрис Ноэда (Beatriz Noheda) сделала свое наблюдение в тонких пленках титаната бария (BaTiO3), сегнетоэластичного материала.

В кристаллах электрические или магнитные диполи выровнены внутри доменов. Однако диполи могут быть направлены вверх или вниз, так как оба состояния эквивалентны. В результате кристаллы этих материалов будут иметь оба типа доменов. То же самое относится и к ферроэластичным материалам, лучше всего известным своей памятью формы. В этом случае, однако, ситуация немного сложнее, объясняет Ноэда: «Элементарные ячейки в этих кристаллах вытянуты, что означает, что домены разных элементарных ячеек плохо совпадают по форме. Это создает упругую деформацию, которая снижает стабильность кристалла».

Кристалл может улучшить стабильность естественным путем, образуя двойные домены, которые слегка наклонены в противоположных направлениях, чтобы снять напряжение. В результате получается материал, в котором эти двойниковые пары образуют чередующиеся домены с фиксированной периодичностью. Нагревание вызывает изменение фазы в материале, при котором изменяется как направление, так и периодичность доменных стенок. «Вопрос состоял в том, как происходит это изменение, - говорит проф. Ноэда.

Повышение температуры увеличивает беспорядок (энтропию) в материале. Таким образом, перетягивание каната начинается между внутренней тенденцией порядка и возрастающей энтропией. Именно этот процесс впервые наблюдался командой Гронингена с использованием атомно-силовой микроскопии. При нагревании образцов от 25 до 70 ° С происходит фазовый переход, изменяющее положение доменных стенок. Когда начинается переход, доменные стенки новой фазы появляются постепенно, и обе фазы существуют вместе при промежуточных температурах (от 30 до 50 ° C). Это происходит не случайным образом, а путем повторного удвоения. Охлаждение материала уменьшает периодичность доменов путем многократного деления пополам.

«Это удвоение или деление пополам хорошо известно в нелинейных динамических системах, когда они близки к переходу к хаотическому поведению, - объясняет проф. Ноэда, - однако оно никогда не наблюдалось в пространственных областях, а только во временных периодах». Сходство между поведением тонких пленок и нелинейных систем позволяет предположить, что сам материал находится на краю хаоса во время нагревания.

Сегнетоэлектрический материал на краю хаоса может дать очень разнообразный отклик в небольшом диапазоне входных напряжений. «Это именно то, что вы хотите, чтобы создать тип адаптивного ответа, необходимого для нейроморфных вычислений, таких как резервуарные вычисления, которые выигрывают от нелинейных систем», - отметила она.

Проф. Ноэда также указывает, как удвоение доменов создает структуру, похожую на бифуркационные дендриты, соединяющие пирамидные клетки в мозге. Эти клетки играют важную роль в когнитивных способностях. В конечном счете, железные материалы на краю хаоса могут быть использованы для создания электронных мозгоподобных систем для сложных вычислений.


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Отсутствует традиционная иллюстрация...

 
 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT