科学家开发了一种基于有机材料的新型晶体管

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

它具有学习能力，并具有短期和长期记忆。这项工作是迈向模仿人类大脑的技术迈出的重要一步。

到目前为止，大脑在能够建立以前没有的联系方面一直是独一无二的。林雪平大学的研究人员在《高级科学》上的一篇科学文章中，描述了一种可以在输入和输出之间建立新连接的晶体管。他们将晶体管结合到电子电路中，该电路学习如何将某种刺激与输出信号联系起来，就像狗获悉正在准备食物碗的声音意味着晚餐即将来临一样。

普通晶体管充当阀，根据输入信号的特性来放大或衰减输出信号。在研究人员开发的有机电化学晶体管中，晶体管中的沟道由电聚合的导电聚合物组成。通道可以在操作过程中形成，生长或收缩，或完全消除。还可以训练它对特定的刺激，特定的输入信号做出反应，以使晶体管通道变得更导电，输出信号更大。

神经形态装置

“这是第一次在神经形态设备中实时显示新电子组件的实时形成，”诺尔雪平校区有机电子实验室有机纳米电子首席研究员西蒙妮·法比亚诺说。

通过增加晶体管沟道中材料的聚合度来生长沟道，从而增加传导信号的聚合物链的数量。或者，材料可能会被过度氧化(通过施加高压)，并且通道变得不活动。电导率的暂时变化也可以通过掺杂或去掺杂材料来实现。

“我们已经证明，我们可以诱发晶体管处理信息的方式的短期和永久性变化，这对于想模仿脑细胞相互交流的方式至关重要”，有机纳米电子学博士后Jennifer Gerasimov说。文章的作者之一。

通过改变输入信号，可以在很宽的范围内调节晶体管响应的强度，并且可以在以前不存在的地方建立连接。这使晶体管的行为可与突触或两个脑细胞之间的通信接口相媲美。

机器学习硬件

这也是使用有机电子学走向机器学习的重要一步。当前在机器学习中使用基于软件的人工神经网络来实现所谓的“深度学习”。软件需要在大量节点之间传输信号以模拟单个突触，这需要大量的计算能力，因此会消耗大量的能量。

詹妮弗·杰拉西莫夫(Jennifer Gerasimov)说：“我们已经开发出了使用单个电子组件完成相同功能的硬件。”