İnsan Sinapsını Taklit Eden Organik Transistör NOMFET Geliştirildi

Nanoteknoloji, 21. yüzyılda bilgisayar teknolojisi ile hastalığın teşhisini ve tedavisini değiştirebilecek olan büyük bir bilimsel adımdır. Bu teknoloji, bir atomun büyüklüğünde, nanometre ölçeklerinde materyal manipülasyonunu ve kontrolünü gerektirir. Bu yönde çalışan, Elektronik Mikroelektronik ve Nanoteknoloji Enstitüsü'nün (CNRS) bilim adamları tarafından, NOMFET (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor) olarak bilinen bir hibrid nano-parçacık organik transistör geliştirildi. İnsan sinapsını taklit eden organik transistör NOMFET’in detayları haberimizde.

A- A+

21.11.2018 tarihli yazı 9375 kez okunmuştur.

NOMFET Sinaps Transistör Nanoteknoloji Nöromorfik Devre

Günümüzde var olan teknoloji ile bilgisayarlar çok sayıda bilgiyi işlerken önemli miktarda güç gerekir. Ancak, insan beyni aynı bilgiyi çok az güç tüketerek işleyebilir. NOMFET cihazı, hangi aktivitelerin gerekli olduğuna bağlı olarak güçlendirme veya zayıflama gibi insan sinapsının işlevlerini taklit eder. Bu taklit işlemi, nörondan nörona giden sinyallerin hızındaki ve kuvvetindeki varyasyonlarla yapılır. Sinaps, tam olarak, bir elektrik sinyali ileten iki nöron arasındaki bağlantıdır. Eğer sinaps yüksek yoğunluklu gelen sinyalleri alırsa, daha yoğun bir aksiyon potansiyeline neden olur. Aksi takdirde, sinaps daha zayıf bir aksiyon potansiyeli iletir.

CNRS'deki araştırma direktörü Dominique Vuillaume, “Temel olarak, bir organik yarı iletken ve metalik nanopartiküllerin bir karışımından akan elektrik yüklerinin, beyinde sinaptik bir bağlantı yoluyla nörotransmitterlerle aynı şekilde davranabileceğini gösterdik.” ifadeleriyle NOMFET’in temel işlevini belirtti.

►İlginizi Çekebilir: Yüksek Hızlı Esnek Transistör Geliştirildi

NOMFET transistörü, sinapsların fonksiyonunu basit bir sinyal anahtarlaması ile taklit eder. Böylece sinyalin iletimini mümkün kılabildiği gibi iletimi devre dışı da bırakabilir. Ayrıca, yükseltme, modülasyon, kodlama gibi ek işlevlere de sahiptir.

Transistör, pentasen molekülü (organik yarı iletken) ve altın nanopartiküllerden yapılır. Yaklaşık 200 nm büyüklüğünde silikon oksit (SiO2) ile kaplanmış p+ katkılı alt kapıdan (gate) oluşmaktadır. Hem kaynak (source) hem de tahliye (drain) elektrotları altından (Au) yapılmıştır. Altın nanopartiküller, pentasen birikiminden önce 20 nm boyutlarındaki inter-elektrot boşluğuna yerleştirilir.

►İlginizi Çekebilir: ISFET (İyon Duyarlı Alan Etkili Transistör) Nedir?

Yeni transistör, tanıma ve görüntü işleme gibi insan bilişsel süreçlerinin daha iyi bir şekilde taklit edilmesini sağlar. Yenilik, sinir sistemi ilkesine göre çalışan yeni nesil nöro-esinli bilgisayarlar için oldukça iyi bir başlangıçtır. Bu bilgisayarlar; duyum, algı, eylem, etkileşim gibi insan beyninin fonksiyonlarını taklit edebilirler.

NOMFET'in bir nöromorfik devrede kullanılmasının ek yararı, aynı işlev için gereken birkaç geleneksel silikon-tabanlı transistör grubunun yerini alacak şekilde kompakt boyutunun olmasıdır. Bu, bilim adamlarını işlemci boyutunu önemli ölçüde yeniden boyutlandırmaya yönlendirebilir.

Nöronlar bireysel olarak işlev görmezler, daha ziyade karmaşık ama senkronize edilmiş sinir devreleri ve duyusal algıları, eylemleri, anıları oluşturan ağ üzerinden hareket ederler. Bu nedenle, nöronal devrelerde daha fazla NOMFET'in entegrasyonu, önümüzdeki dönemlerde araştırmacıların odağı olacaktır.

Kaynak:

►engineering.com