Investigadores en Corea lograron desarrollar un material central para el semiconductor neuromórfico (imitación de red neuronal) de próxima generación por primera vez en el país. Este es el resultado de un equipo de investigación dirigido por el Dr. Jung-dae Kwon y Yong-hun Kim del Departamento de Energía y Materiales Electrónicos del Instituto de Ciencia de los Materiales de Corea, junto con el equipo de investigación del profesor Byungjin Cho en la Universidad Nacional de Chungbuk. KIMS es un instituto de investigación financiado por el gobierno dependiente del Ministerio de Ciencia y TIC.

Este nuevo concepto de memtransistor utiliza un nanomaterial bidimensional con un grosor de varios nanómetros. Al imitar de forma reproducible la plasticidad eléctrica de las sinapsis nerviosas con más de 1000 estimulaciones eléctricas, los investigadores lograron obtener una alta tasa de reconocimiento de patrones de alrededor del 94,2 % (98 % de la tasa de reconocimiento de patrones basada en simulación).

Azufre de molibdeno (MoS₂ ), ampliamente utilizado como material semiconductor, funciona según el principio de que los defectos en un solo cristal son movidos por un campo eléctrico externo, lo que dificulta el control preciso de la concentración o la forma del defecto. Para resolver el problema, el equipo de investigación apiló secuencialmente una capa oxídica de óxido de niobio (Nb₂ O₅ ) y un material de azufre de molibdeno y logró desarrollar un dispositivo sináptico artificial que tiene una estructura de memtransistor con alta confiabilidad eléctrica mediante un campo eléctrico externo. Además, han demostrado que las características de conmutación de la resistencia se pueden controlar libremente cambiando el espesor de la capa de óxido de niobio, y que la información cerebral relacionada con la memoria y el olvido se puede procesar con una energía muy baja de 10 PJ (picojulios).

Actualmente, dado que el hardware de inteligencia artificial consume grandes cantidades de energía y costos en forma de GPU, FPGA y ASIC, se espera que genere una demanda explosiva a medida que la industria crezca en el futuro. Se espera que el mercado de la IA portátil alcance los 42 400 millones de dólares para 2023, a una CAGR del 29,75 % frente a los 11 500 millones de dólares de 2018.

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Jung-dae Kwon y Yong-hun Kim en KIMS dijo:"El uso de un semiconductor de IA basado en la estructura de memtransistor de nuevo concepto y alta confiabilidad puede reducir en gran medida la densidad del circuito y la energía impulsora. Se espera que aplicarse en el futuro a la computación perimetral de bajo consumo y a los sistemas portátiles de inteligencia artificial".

Esta investigación se publicó como artículo de portada en la edición del 1 de octubre de Advanced Functional Materials . + Explora más

Desarrollo de transistores de neurofibras artificiales implementables en redes dendríticas