---

ဆုန်ကီယွန်ကွမ် တက္ကသိုလ် သုတေသနအဖွဲ့က လူ့ဦးနှောက်၏ နျူရွန်နှင့် စင်နပ်စ် လုပ်ဆောင်ချက်များကို ကိရိယာအဆင့်တွင် တုပနိုင်သည့် optoelectronic synaptic device ကို တီထွင်နိုင်ခဲ့ကြောင်း တက္ကသိုလ်က ဇွန် ၁၆ ရက်တွင် ထုတ်ပြန်ခဲ့သည်။ အလင်းကို အသုံးပြု၍ သင်ယူမှုနှင့် မှတ်ဉာဏ်သိမ်းဆည်းမှုတို့ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည့် နောက်မျိုးဆက် neuromorphic semiconductor နှင့် AI hardware အတွက် အခြေခံပစ္စည်းနည်းပညာတစ်ရပ်အဖြစ်လည်း အလားအလာရှိကြောင်း သုတေသနအဖွဲ့က ဆိုသည်။

စက်မှုအင်ဂျင်နီယာဌာန ပါမောက္ခ Kim Tae-sung ဦးဆောင်သည့်အဖွဲ့က mixed plasma ကို အသုံးပြုသည့် single-step sulfurization process ဖြင့် van der Waals (vdW) crystal တစ်မျိုးကို ဒီဇိုင်းထုတ်ခဲ့သည်။ အဆိုပါ ကိရိယာသည် အလင်းလှုံ့ဆော်မှုအောက်တွင် လည်ပတ်နိုင်ပြီး ဦးနှောက်ပုံစံ ကွန်ပျူတာတွက်ချက်မှုအတွက် semiconductor ပစ္စည်းများကို တည်ဆောက်ပုံအဆင့်မှ စီမံနိုင်သည့် ဖြေရှင်းနည်းတစ်ခုကို ပေးစွမ်းနိုင်ကြောင်း တက္ကသိုလ်က ရှင်းပြသည်။ van der Waals crystal ဆိုသည်မှာ အက်တမ် သို့မဟုတ် မော်လီကျူးများကို ionic, covalent သို့မဟုတ် metallic bond များဖြင့်မဟုတ်ဘဲ van der Waals force ဖြင့် အဓိကချုပ်ကိုင်ထားသည့် အလွှာလိုက်ပစ္စည်းမျိုး ဖြစ်သည်။

သုတေသနရလဒ်ကို “Designable van der Waals Crystal for Artificial Neuronal Cell Mimicking” ဟူသော ခေါင်းစဉ်ဖြင့် နိုင်ငံတကာဂျာနယ် Advanced Materials တွင် ဇွန် ၃ ရက်က အွန်လိုင်းထုတ်ဝေခဲ့သည်။ ပါမောက္ခ Kim Tae-sung သည် corresponding author အဖြစ် ပါဝင်ပြီး Lee Jin-hyoung, Kim Gun-hyoung, Lee Dong-ho, Son Seo-woo နှင့် Seok Hyun-ho တို့က co-first authors အဖြစ် ပါဝင်ခဲ့ကြသည်။ ပါမောက္ခ Kim က “ဒီသုတေသနက အလင်းကို အသုံးပြုပြီး သင်ယူကာ အချက်အလက်သိမ်းဆည်းနိုင်တဲ့ optoelectronic synaptic device တွေအတွက် van der Waals crystal တည်ဆောက်ပုံကို single-step နည်းလမ်းနဲ့ ဒီဇိုင်းထုတ်နိုင်ကြောင်း ပြသထားတာပါ” ဟု ပြောသည်။ ၎င်းက “ရိုးရာကိရိယာတွေမှာ တစ်ခါတစ်ရံ ဖြစ်ပေါ်တတ်တဲ့ ionic migration ရဲ့ မတည်ငြိမ်မှုနဲ့ interface ပြဿနာတွေကို တည်ဆောက်ပုံအဆင့်ကနေ ဖြေရှင်းနိုင်တာကြောင့် နောက်မျိုးဆက် neuromorphic semiconductors နဲ့ AI hardware သုတေသနတွေမှာ အသုံးချနိုင်ပါတယ်” ဟုလည်း ထပ်ပြောသည်။

တက္ကသိုလ်၏ ထုတ်ပြန်ချက်အရ AI နည်းပညာနှင့် ဒစ်ဂျစ်တယ်ချိတ်ဆက်မှု ပိုမိုမြင့်မားလာသည့်အတွက် အချိန်နှင့်တပြေးညီ များပြားလှသော ရုပ်ပုံဒေတာများကို လက်ခံလုပ်ဆောင်နိုင်သည့် neuromorphic vision systems များ လိုအပ်လာသည်။ ထိုစနစ်များ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းများထဲတွင် အလင်းလှုံ့ဆော်မှုအပေါ် conduction ပြောင်းလဲမှုကို ပြသသည့် optoelectronic synapses များ ပါဝင်ပြီး အလွှာလိုက် vdW ပစ္စည်းများသည် optical properties ကောင်းမွန်ခြင်းနှင့် atomic-scale thickness ရှိခြင်းတို့ကြောင့် အလားအလာရှိသော candidate များအဖြစ် စိတ်ဝင်စားမှု မြင့်တက်နေသည်။ သို့သော် သမားရိုးကျ vdW ပစ္စည်းများတွင် grain boundary များနှင့် intercalation ကို တိတိကျကျ ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲခြင်း၊ polymer residue စုဆောင်းမှု၊ interface တွင် mechanical warpage ဖြစ်ပေါ်ခြင်းနှင့် အကျယ်အဝန်းကြီး crystalline uniformity မကောင်းခြင်း စသည့် နည်းပညာဆိုင်ရာ အခက်အခဲများ ရှိနေခဲ့သည်။

အဆိုပါ ကန့်သတ်ချက်များကို ကျော်လွှားရန် သုတေသနအဖွဲ့က ဇီဝအမြှေးပါးများအတွင်းရှိ အလင်းတုံ့ပြန်သည့် ion channel များနှင့် အလွှာလိုက် vdW lattice များ၏ တည်ဆောက်ပုံဆင်တူမှုကို အာရုံစိုက်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် van der Waals ပစ္စည်းတစ်မျိုးဖြစ်သည့် bulk rhenium selenide ကို argon–hydrogen sulfide plasma sulfurization process ဖြင့် ပြုပြင်ခဲ့သည်။ အဆိုပါ single-step လုပ်ငန်းစဉ်ကြောင့် ပစ္စည်း၏ အပေါ်ယံပိုင်းသည် nano-sized grains များပါဝင်သည့် nanocrystalline rhenium selenide layer အဖြစ် ပြောင်းလဲသွားပြီး အောက်ခြေရှိ bulk single-crystalline rhenium selenide layer ကို မထိခိုက်စေဘဲ interlayer interface များလည်း မပျက်စီးခဲ့ကြောင်း ဖော်ပြထားသည်။ ဤအလွှာနှစ်ခုသည် ဖွဲ့စည်းပုံအရ နျူရွန်ဆဲလ်အမြှေးပါး၏ light-sensitive ion channels နှင့် ဆဲလ်အတွင်းပိုင်း ပတ်ဝန်းကျင်တို့ကို အသီးသီး တုပထားပြီး ထပ်မံ deposition သို့မဟုတ် patterning လုပ်ငန်းစဉ်များ မလိုဘဲ ထုတ်လုပ်နိုင်ခဲ့သည်။ ထို့ပြင် ကိရိယာက multi-level conductance modulation, long-term potentiation/depression, paired-pulse facilitation နှင့် short-term မှ long-term memory သို့ ချိန်ညှိနိုင်သည့် transition စသည့် synaptic functions များကို ပြသခဲ့သည်။ Bulk rhenium selenide နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက nanocrystalline rhenium selenide device သည် learning-forgetting-relearning cycles အတွင်း retention efficiency 34.7% တိုးတက်ခဲ့ကြောင်း တက္ကသိုလ်က ဆိုသည်။ ဤသုတေသနကို Korea ၏ Ministry of Trade, Industry and Energy က ရန်ပုံငွေထောက်ပံ့ခဲ့ပြီး National Research Foundation of Korea နှင့် Institute for Basic Science (IBS) တို့ကလည်း ကူညီထောက်ပံ့ခဲ့သည်။ Sungkyunkwan University, IBS ၏ Center for Quantum Nanoscience နှင့် Korea Institute of Machinery and Materials တို့မှ သုတေသနပညာရှင်များ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ခဲ့ကြသည်။