Oxid vanadičitý si vie spomenúť na podnet spred troch hodín.
Koncept nanotechnológie. Zdroj: iStockphoto.com
Počas výskumu fázových prechodov v oxide vanadičitom (VO2) sa doktorandovi Mohammadovi Samizadehovi Nikoovi na Švajčiarskom federálnom technologickom inštitúte v Lausanne (EPFL) podaril nečakaný objav. Pri izbovej teplote je oxid vanadičitý v izolačnej fáze a slúži ako izolátor, zahriatím na 68 stupňov Celzia sa však jeho štruktúra mení na kov s dobrou vodivosťou.
Oxid vanadičitý je materiál, ktorý sa nedávno objavil na trhu ako alternatíva alebo doplnok ku kremíku. Vďaka potenciálu byť kvalitným polovodičom by mohol slúžiť ako základ na elektronické zariadenia.
Podľa vedca má oxid vanadičitý krátkodobú pamäť. „Materiál sa vráti späť do svojho izolačného stavu hneď po odstránení tepelného zdroja, keď sa zároveň zníži aj jeho excitácia,“ uviedol Samizadeh Nikoo, ktorý si zaumienil, že zistí, ako dlho trvá prechod z jedného stavu do druhého – z izolátora na kov. Po zozbieraní stoviek meraní ho však prekvapilo, že štruktúra materiálu má pamäť.
Nečakané zistenie
Na štúdium rôznych stavov oxidu vedec použil elektrický prúd. „Prúd sa pohyboval cez materiál a sledoval dráhu štruktúry, až kým nevyšiel na druhej strane,“ vysvetlil Samizadeh Nikoo. Oxid vanadičitý menil svoj stav na základe elektrického prúdu a po jeho odpojení sa vrátil späť do pôvodného stavu. Keď vyslal do materiálu druhý prúdový impulz, zistil, že čas potrebný na zmenu stavu úzko súvisí s históriou (pamäťou) materiálu.
„Vyzeralo to tak, že oxid si pamätal svoj prvý fázový prechod, na základe ktorého vedel predvídať ďalší,“ povedal profesor Elison Matioli, ktorý vedie laboratórium POWERlab. „Nečakali sme, že uvidíme tento druh pamäťového efektu. Nemá to nič spoločné s elektronickými stavmi, ale skôr s fyzickou štruktúrou materiálu. Žiadny iný materiál sa nespráva týmto spôsobom,“ dodal.
Kryštál oxidu vanadičného. Zdroj: Wikimedia
Pamäť až na tri hodiny
Výskumníci zistili, že oxid vanadičitý si vie spätne spomenúť na stimul spred troch hodín. Tento objav sa dá prirovnať k tomu, čo sa deje v mozgu, pretože prepínače oxidu na prechod do iných stavov fungujú rovnako ako neuróny. Vedci predpokladajú, že pamäťový efekt by mohol v skutočnosti pretrvávať aj niekoľko dní, ale v súčasnosti nie sú dostupné také nástroje, ktoré vedia tento fakt overiť.
Pamäťový efekt je vrodenou vlastnosťou samotného materiálu. Inžinieri často využívajú systém pamäti pri spracovávaní rôznych výpočtov. Materiály, ako napríklad oxid vanadičitý, ktoré môžu zlepšiť proces výpočtu tým, že zvýšia kapacity, rýchlosť a miniaturizácie, sú veľmi žiadané. Okrem toho ho jeho nepretržitá štrukturálna pamäť odlišuje od iných typických materiálov, ktoré ukladajú dáta ako binárne informácie.
Zdroj: Scitechdaily, Sciencealert
(JM)
