“饥饿效应”使得无需半导体的光纤也能够实现计算和存储功能

《Nature Communications》：Starvation effect enables computing and memory functions in semiconductor-free fibres

　　

摘要

基于纤维的可切换设备在纺织集成低功耗计算和高密度数据存储方面具有巨大潜力。然而，其发展受到了对半导体材料的依赖的限制，因为要在高度弯曲的纤维表面上实现纳米级精度，需要专门的图案化技术，这大大增加了结构复杂性和制造成本。本文介绍了一种无需半导体的四端可切换离子纤维（FSIF），这种纤维通过纳米级离子饥饿机制实现功能。这种设计消除了与半导体相关的尺寸限制，即使在特征尺寸降至亚毫米级别时，仍能保持高设备性能。因此，FSIF与低成本、高吞吐量的商业纺织制造工艺兼容，并具备两种切换模式：一种是二进制易失性模式，开关比为15:1（电压为1毫伏）；另一种是连续非易失性模式，开关比为2.6:1（电压范围为0.6-1.6伏）。这些特性使得FSIF能够用于低功耗计算、多级存储以及扩展功能，包括设备控制、信号调制和神经图像识别，从而丰富了下一代可穿戴智能设备的功能组合。