那么，有没有办法提高这些逻辑电路的性能呢？

研究团队提出了一个想法：在单个电路元件的材料属性中固定复杂的逻辑功能。

所以他们设计了一个新的有机分子：

这个是一种以金属铁原子为中心与三个称为配体的苯基偶氮吡啶有机分子组成的“电子”（苯基偶氮吡啶有机分子）。 “海绵”。

它可以可逆地吸收多达六个电子并产生七种不同的氧化还原态。

这种材料将以以下形式旋铸在电路的底部电极上一种分子膜。

在-40℃和70℃之间的不同温度下，经过1300次重复实验，证明生产的膜是稳定的。

底部还有一个电极，是一层60nm的氧化铟锡(ITO)薄膜包覆使用场增强型渗金纳米盘（金纳米盘）：

这样我们就得到了一个具有特殊分子结构的忆阻器。

当给这个忆阻器施加电压时，它可以具有连续的高阻和低阻状态。

不同于传统的氧化物忆阻器，这种分子忆阻器也可以介于高电导率和低电导率之间。突然发生了变化。

同时，分子忆阻器的当前电导率还取决于历史状态：

团队中的文卡特桑解释说：

通过这种“两极开关”功能，逻辑运算的输出可以数字化存储。

而且，控制开关的氧化还原机制是由分子的内部能级结构决定的，开关的触发条件非常精确。

为了将这种物理行为与高效计算联系起来，团队中的 Goswami 提出可以从算法层面理解这种复杂的电流-电压分布：

<包含 if-then-else 语句的 span>决策树算法。

这是一个由71由多个节点组成的决策树，其中红色代表off电导状态，绿色代表on电导状态 .

每个氧化还原状态可以提供不同的初始条件，然后生成自己的树集（即通过一组相互关联的输入预测输出的逻辑函数）。

这样，忆阻器的物理特性直接连接输入和输出。

当条件发生变化，需要处理或学习新事物时，只要施加不同的电压脉冲，器件就可以在逻辑上重新编程< /strong>或重新配置。

这不禁让人想起大脑神经的可塑性。

此外，这种分子忆阻器还可以实现CPU中使用的通用逻辑功能，包括AND、OR、NAND和XOR。

这意味着它同时具有寄存器和执行单元的功能。

如果用在电脑或手机上，寄存器和执行单元之间数据穿梭所花费的时间和功耗大大减少。

现在，这个新电路元件的总能量和面积(area)效率至少高于使用DRAM作为存储器的CMOS2数量级。

团队介绍

Sreetosh Goswami，第一作者和通讯作者，新加坡国立大学物理系（NUS），也是纳米研究所研究，新加坡国立大学(NUSNNI) 成员。

主要研究方向为纳米电子学和光电子学。这次整个项目主要由他设计，并进行了电学和光谱测量。

Sreebrata Goswami，通讯作者，印度科普协会 (IACS) 化学学院教授，??他设计了这次使用的有机分子材料。

Stanley Williams，通讯作者，德克萨斯农工大学电子与计算机工程教授，主要研究方向为纳米电子学，2014年获IEEE杰出工程师。

T. Venkatesan，通讯作者，现任新加坡国立大学纳米研究所所长，脉冲激光沉积工艺创始人。

《分子科学学报》 网址: http://www.fzkxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0907/1221.html