Un transistor électrochimique organique qui agit comme un capteur et un processeur

Ces dernières années, les ingénieurs électroniciens ont tenté de développer de nouveaux dispositifs inspirés du cerveau, capables d’exécuter plus efficacement des modèles d’intelligence artificielle (IA). Alors que l. a. plupart des appareils existants se spécialisent dans l. a. détection, le traitement ou le stockage de données, certaines équipes ont exploré l. a. possibilité de combiner ces trois fonctions dans un seul appareil.

Des chercheurs de l’Université Jiaotong de Xi’an, de l’Université de Hong Kong et de l’Université des sciences et applied sciences de Xi’an ont introduit un nouveau transistor organique pouvant servir à l. a. fois de capteur et de processeur. Ce transistor a été présenté dans un article publié dans Electronique naturelleest basé sur une construction transversale perpendiculaire et un canal cristallin amorphe qui peut être dopé sélectivement par des ions, lui permettant de basculer entre deux modes reconfigurables.

“Les appareils d’intelligence artificielle (IA) traditionnels utilisent des systèmes distincts pour détecter, traiter les données et stocker l. a. mémoire”, ont déclaré à Tech Xplore le professeur Wei Ma et le professeur Zhongrui Wang, deux des chercheurs qui ont mené l’étude.

“Cette séparation entraîne souvent une consommation d’énergie et un retard importants en raison du besoin consistent de transférer des données entre différents composants matériels et de l. a. conversion séquentielle des signaux analogiques en signaux numériques. Certaines études pionnières ont mis en évidence les remarquables capacités de détection et de mémoire des transistors électrochimiques organiques analogiques ( OECT).”

L’objectif preliminary de l. a. dernière étude des chercheurs était de développer un OECT qui pourrait agir comme un capteur et un processeur, automotive un tel dispositif pourrait permettre l. a. création de dispositifs d’intelligence artificielle plus homogènes et plus efficaces. Les OECT sont des dispositifs électroniques organiques à base de couches minces qui fonctionnent comme des transistors. Leur finesse les rend particulièrement prometteurs pour le développement de bioélectronique intelligente, comme les dispositifs portables ou implantables, et les dispositifs neuronaux.

L’OECT développé par Wang, Chen et leurs collègues comporte deux modes de fonctionnement différents, à savoir le mode détection et le mode traitement. Ces deux modes différents sont pris en fee by way of le dopage sélectif ionique d’un canal cristallin amorphe au sein du dispositif.

“En mode détection, les ions de l’électrolyte, entraînés par un sign physiologique, migrent dans l. a. construction cristalline, mais peuvent facilement rediffuser dans l’électrolyte, maintenant le canal dans un état de faible conductivité”, a expliqué Wang. « En mode traitement, ces ions peuvent être « piégés » par l. a. construction cristalline, maintenant le canal dans un état de conductivité élevée. Cette double fonction rend notre dispositif OECT distinctive et efficace.

Pour fabriquer leur réseau OECT, les chercheurs ont utilisé une série de tactics et de processus simples, notamment l’évaporation thermique, le revêtement de lame de answer, le recuit thermique et l. a. gravure ionique réactive. Toutes ces applied sciences étant rentables, elles peuvent faciliter l. a. fabrication de leurs appareils à grande échelle.

“Notre appareil est également doté d’une polyvalence impressionnante”, a déclaré Wang. “En tant que capteur, il peut détecter différents sorts de signaux, tels que ceux provenant de l’électrophysiologie, des espèces chimiques, de l. a. lumière et de l. a. température. De plus, en tant que module de mémoire, il offre une gamme d’avantages tels que l. a. possibilité de stocker des données analogiques 10 bits. États » et un commutateur bas aléatoire, conservent l’état pendant plus de 10 000 secondes. Cela fait de notre appareil OECT un outil polyvalent dans le monde de l’intelligence artificielle.

Wang, Chen et leurs collègues ont évalué leur appareil et sa capacité à basculer entre différents modes de fonctionnement dans une série d’expériences. Ils ont découvert que l. a. dynamique de leur OECT peut être modulée efficacement, lui permettant de fonctionner à l. a. fois comme capteur et comme processeur.

En tant que capteur, l’appareil peut détecter différents sorts de stimuli, notamment les ions et l. a. lumière. En tant que processeur, il est succesful de gérer des états analogiques 10 bits, tout en conservant bien ces états.

“Le nouveau dispositif que nous avons développé comporte deux régimes de fonctionnement distincts en raison de l’endroit où les ions sont piégés”, a déclaré Shiji. “En conséquence, il fonctionne à l. a. fois comme capteur et comme processeur. Cette reconfiguration s’encourage de l. a. nature, rendant les futurs dispositifs neuronaux plus polyvalents et adaptables.”

À l’avenir, le transistor créé par cette équipe de chercheurs pourrait être utilisé pour créer des dispositifs neuronaux avancés capables de collecter et de traiter différents sorts de données. Dans le cadre de leur étude, Wang, Chen et leurs collègues ont montré qu’il pouvait être utilisé pour diagnostiquer les maladies cardiaques en temps réel, et que leurs prochains travaux pourraient explorer des programs plus prometteuses.

“Nous prévoyons actuellement d’améliorer notre technologie de fabrication dans le however de créer un OECT à grande échelle”, a ajouté Wang. “Cela jettera les bases d’un réseau neuronal intégré pour l. a. détection et le traitement. Les programs potentielles de cette technologie sont vastes et pourraient révolutionner des domaines tels que les soins de santé. Par exemple, elle pourrait permettre un diagnostic en temps réel des maladies en utilisant uniquement du matériel. une avancée majeure qui pourrait considérablement améliorer l. a. rapidité et l. a. précision en milieu clinique.

© 2023 Réseau ScienceX