10月2日消息,Phys.org报道的最新研究揭示了离子与电子在多孔材料中的协同迁移机制:研究人员发现离子的存在与运动能帮助电子在多孔材料中发生跳跃式传导(hopping),这一过程与生物神经元中离子通道驱动的电信号传递存在相似性,为类脑计算(brain-inspired computing)器件提供了新材料路径。

在生物神经系统中,神经元通过离子跨膜流动改变膜电位并传递电信号;该研究显示,在多孔晶格或框架材料中,离子迁移可以调控电子输运通道,使材料呈现类似神经元的激发-传导行为。相较于传统CMOS器件的电子-only输运,离子-电子耦合输运天然具备记忆性与非线性,是神经形态计算硬件的重要候选机制。

科学意义方面,该工作属于离子电子学(iontronics)方向的前沿进展:多孔材料(金属有机框架、共价有机框架等)的孔道可设计性强,若能精确调控离子种类与孔道尺寸,理论上可实现可编程的类突触行为;挑战在于室温下的迁移速度、循环稳定性与器件集成工艺。此类基础研究通常为存算一体与神经形态芯片的材料选型提供早期候选。 (来源:Phys.org)