從NBO觀察到的光輻射（“輻射”）2 設備的通道通過閾值從具有高電阻的狀態切換時。圖片來源：Makhnaz Islam，Stephanie Bokhachuk和Soyavt。 （自然電子，2025年）。 doi：10.1038/s41928-025-01406-1。
在過去的幾十年中，工程師提出了廣泛的計算系統，這些計算系統受人腦啟發或旨在模仿其某些功能。這些包括通過以電脈衝的形式處理和傳輸信號來人為地重現腦細胞行為（例如神經元）的設備。
大多數受神經元啟發的設備仍在開發中，使用電子或光子來處理和傳輸信息，而不是整合它們。這是由於光子和電子系統通常具有非常不同的架構，並且它們所依賴的信號的轉換可能很複雜並導致能量損失。
斯坦福大學，桑達國家實驗室和珀杜大學的研究人員最近開發了新的電動療法設備，這些設備可以模擬神經元式的電動衝動，同時又散發出振蕩的光。這些設備被稱為Mott的電流神經元，在文章中引入了 出版 v 自然電子場地
“這項工作始於一項簡單的研究二氧化物的切換（NBO）2Tech Xplore說，該文章的作者Eric Pop說，這些設備說。 “雖然在存在電衰減的跡象的情況下，光學控制它們，但我們注意到NBO出乎意料的明亮的可見光芒2 渠道。光的輻射僅發生在設備的電阻的切換期間，據我們所知，這從未有過報導。因此，我們決定進一步研究它，以了解其起源。透明
POP及其同事最近工作的第一個目標是確定他們在NBO中註意到的光譜輻射範圍2 裝置.此外，研究人員希望確定這種觀察到的輻射是否會與電波動同步，這是這樣的NBO2 設備已經知道。最後，他們還想更好地理解他們觀察到的意外光輻射的起源。
“我們從薄膜薄膜開始2 通過噴塗存放，然後使用標準製造方法來製造具有兩個金屬觸點的千分尺的設備。 ”該論文的第一作者Makhnaz Islam解釋說。
“這些設備在超過閾值電壓後立即發生巨大和可逆地變化時，可以通過類似神經元的開關進行切換。這種變化伴隨著電子不穩定性，這可以刺激設備中的自由振動，這使它們能夠激發生物學神經元的動態活性。”
有趣的是，研究人員注意到在電氣開關NBO的過程中2 設備中的通道還發出了可見光，這意味著每種爆發都帶有電氣和光學簽名，該簽名在時間上完全同步。這是第一次在受電子神經元啟發的設備中觀察到這種電性同步。
“這些設備中觀察到的光輻射發生在可見範圍的波的長度上，並且與NBO中的電波完全同步2– 伊斯蘭教說。
“通過將我們的實驗結果與以前的文獻相結合，我們能夠為這種輻射提供電子起源，完成了對該概念的證明的證明。關鍵優勢是這些電動神經元莫特將計算和通信結合到一個元素中，避免了對單個光源或光源或光源轉換器的需求。”
以前旨在將電氣處理器與光學互連連接連接的努力是基於幾個不同的組件和昂貴的能源轉換策略。相反，該研究組開發的設備與可見光燈的同時脈衝產生電尖峰，這種現象可用於在長距離內實現光學警報，並與局部電氣處理同步。
伊斯蘭教說：“這種雙重能力會帶來嚴重的後果。” “例如，在計量學中，同步光峰和電峰提供了一種實時研究相關電子系統的新方法。在計算機視覺中，這些神經元可以與光學傳感器直接集成，以進行緊湊，在感覺處理中。
“至於電流計算和連接，消除單個轉換器可以提供密集的神經形態系統，其中光學衝動會處理高速，遙遠的連接，而電動狀態則執行局部計算和內存。”
這篇最近的文章可以為實施受神經元啟發的設備提供新的機會，因為它可以使工程師可以在一個系統中可靠地將電氣和光學功能相結合，而無需昂貴的設備或信號轉換策略。目前，研究人員希望繼續改善他們開發的人工神經元並擴大其能力。
“在將來的工作中，我們計劃擴展和整合NBO2 較大的地塊中的電流神經元，設備可以相互光學通信，這使您可以研究神經形態網絡中信號的反映傳播，”伊斯蘭教說。
“我們目前的設備尚未針對有效的癲癇發作或光線領導而進行優化，因此我們正在努力將光學工程策略（例如波長）應用於芯片，以指導發射光。”
伊斯蘭教及其合作者也希望提高用於創建Mott Electropathic神經元的材料樣品的質量，因為這可以進一步提高設備轉換的有效性。這可以通過傳遞包括發光中心以設置發射波的過失缺陷來實現，從而優化設備和Ozapia結構的整體幾何形狀以提高光提取的效率。
該文章的化合物Sukhas Kumar說：“在過去的幾十年中，光學計算已經走了很長一段路，可以用光處理的類型處理，這對於傳統的純電子設備來說並不容易。” “儘管如此，它們集成到現行的電子電路仍然很複雜。我們的解決方案可以克服我們計劃研究的複雜鴻溝，並希望世界各地的許多團體也會做到這一點。”
我們作者為您寫的 Ingrid Fadelly編輯 加比·克拉克（Gaby Clark）並通過事實驗證並考慮 羅伯特·埃根（Robert Egan）– 本文是仔細人類工作的結果。我們依靠像您這樣的讀者來保留獨立的科學新聞。如果此報告對您很重要，請考慮 捐款 （尤其是每月）。你會得到的 沒有廣告 作為感激之情。
更多信息：
Makhnaz Islam等，基於二氧化氮的電動動機神經元， 自然電子 （2025）。 二：10.1038/s41928-025-01406-1場地
©2025科學X網絡
引用：電磁神經元Mott，由二氧化氮製成，用於由大腦啟發的計算（2025年8月27日）。
該文檔具有版權。除了出於私人研究或研究目的的一些公平交易外，如果沒有書面解決方案，就無法再現。內容僅用於信息目的。
