2019. január 08.
Az információtárolás úttörő lehetőségeinek kutatásáért Gábor Dénes Tudományos Diákköri Ösztöndíjban részesült a TTK fizikus hallgatója.
„Hatalmas elismerésnek és megtiszteltetésnek tartom, amiért munkámat a szakmai zsűri ilyen magas rangú díjjal tüntette ki. Presztízsértékű számomra az is, hogy nívós közönség és az innovatív gondolkodás kiemelkedő képviselői előtt mutatkozhattam be, ami diákként felér egy álom megvalósulásával” – árulta el a bme.hu-nak Török Tímea, a BME Természettudományi Kar (TTK) utolsó éves fizikus mesterszakos hallgatója, miután átvette a díszoklevéllel járó Gábor Dénes Tudományos Diákköri Ösztöndíjat az Országházban.
|
A Gábor Dénes Tudományos Diákköri Ösztöndíjat 2001-ben hozta létre a Gábor Dénes Alapítvány és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Célja az egyetemi hallgatók szakmai tudásának elmélyítése és a tudományok iránti elkötelezettség növelése. Az elismerést évente egy alkalommal ítéli oda a szakmai zsűri, amelybe az alapítvány egy, míg a BME két főt delegál. Török Tímeát a parlamenti díjátadón Józsa János, a Műegyetem rektora laudálta.
(A műegyetemi Gábor Dénes-díjazottakról a bme.hu egy korábbi összeállításában beszámolt – szerk.) |
A díjazott hallgató az elektronika területén folytat alapkutatást: a memrisztorok, más néven rezisztív kapcsoló memóriák vizsgálatával és kapcsolódási jelenségükkel foglalkozik. „A memrisztor elméleti koncepciója már 1971-ben megszületett, ám a fizikai megvalósításra egészen 2008-ig várni kellett. Ettől kezdve ez egy meglehetősen aktívan kutatott szakterületté vált és ma már léteznek olyan, a piacon is megvásárolható eszközök, amelyekben rezisztív kapcsoló memóriák működnek” – magyarázta Török Tímea.
|
A memrisztor szó a memória és a rezisztor, azaz elektromos ellenállás szavak összetételéből áll. A memrisztor egy memóriával rendelkező áramköri elem, melynek az ellenállása a ráadott feszültség nagyságával és időtartamával hangolható. Megfelelően alacsony feszültségnél a memrisztor megőrzi az állapotát, így kiválóan alkalmazható kicsi, gyors és alacsony energiaigényű nem illékony memóriaként. Már jelenleg is rendelkezésre állnak a flash technológiát alkalmazó SSD adattárolók (solid-state drive, magyarul szilárdtest-meghajtó) lecserélésére alkalmas memrisztor alapú memóriák. E szerkezetek jelentősége azonban túlmutat a hagyományos adattároláson, mivel az idegrendszeri szinapszisokhoz hasonló tulajdonságaik alapján akár a mesterséges intelligencia hardver szintű építőelemeivé is válhatnak.
(a) Az ábrán egy nióbium-pentoxid alapú memrisztor tipikus áram-feszültség karakterisztikája látható: rezisztív kapcsolás figyelhető meg a különböző vezetőképességű ON és OFF állapotok között [1]. (b) A memrisztorok egy lehetséges kapcsolási mechanizmusának illusztrációja, ahol a kapcsolás során fémes szálak, filamentumok növekednek az oxidrétegben [2]. Csupán az eszköz vezetőképességének méréséből nem lehet tudni, hogy pontosan milyen változás történt az anyagban, az alkalmazott Andrejev-spektroszkópiás módszerrel azonban kimutatható, hogy a rezisztív kapcsolás hátterében atomi méretskálájú fémes filamentumok kialakulása áll.
[1] D. Molnár, T. N. Török, B. Sánta, A. Gubicza, A. Magyarkuti, R. Hauert, G. Kiss, A. Halbritter, M. Csontos. In situ impedance matching in Nb/Nb2O5/PtIr memristive nanojunctions for ultra-fast neuromorphic operation. Nanoscale, 10, 19290 (2018). [2] A. Prakash, H. Hwang. Multilevel Cell Storage and Resistance Variability in Resistive Random Access Memory. Physical Sciences Reviews (2016). |
„A fejlesztések hajtóereje a miniatürizáció: a jelenleg általánosan elterjedt félvezető alapú szerkezetekhez képest a rezisztív memóriák kisebbek, nagyobb mennyiségben könnyebben beépíthetők” – hívta fel a figyelmet a díjazott. „Habár vannak már működő eszközök, a kapcsolási mechanizmusok tisztázatlansága még igazi kihívást jelent számunkra” – beszélt személyes motivációjáról a BME hallgatója, megosztva azt is, hogy a kísérletek részeredményeihez egy újszerű gyakorlati technika járult hozzá: az Andrejev-spektroszkópiának e kutatásokban alkalmazott változatát a témavezetője javaslatára Tímea vetette be először memrisztorok vizsgálatára.
|
„Óriási megtiszteltetés és elismerés egy mesterszakos hallgatónak, hogy a magyarországi innovatív kutatás-fejlesztés legismertebb szereplőinek számító Gábor Dénes-díjasokkal együtt vehette át kitüntetését. Példájuk inspiráló lehet egy ifjú szakember karrierjében, életpályájukból, tapasztalataikból sok erő meríthető” – vélekedett az oktató, majd hozzátette: „az idei díjátadó érdekessége, hogy az egyik külhoni Gábor Dénes díjat Magyari Köpe Blankának, a Stanford Egyetem erdélyi származású kutatójának ítélték oda, aki a Tímea által is vizsgált nagyon hasonló rendszerek számítógépes szimulációjával foglalkozik, így ebből a parlamenti találkozásból és egy közös műegyetemi laborlátogatásból akár egy nemzetközi együttműködés is kibontakozhat”. |
„Tehetségre, szorgalomra és egészséges céltudatosságra is szükség van ahhoz, hogy valaki sikeres kutató legyen. Tímeában megvannak ezek a jellemvonások, amelyekre alapozva már BSc-s diákként a legjobb PhD-hallgatókra jellemző eredményességgel dolgozott. Büszkék vagyunk rá és az eredményeire” – méltatta tanítványát Halbritter András, a BME Természettudományi Kar (TTK) Fizikai Intézet Fizika Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára, a fiatal díjazott egyik mentora.
Tímea már alapszakos hallgatóként érdeklődött a tudományos munka és a kutatói életpálya iránt. Több alkalommal indult a Tudományos Diákköri Konferencia (TDK) műegyetemi fordulóin, ahol első, második és harmadik helyen is végzett, 2016-ban pedig Rektori Különdíjjal tüntették ki. Az előző OTDK-n elért második helyezés után az idein két dolgozattal is versenybe száll. Első mentora Csontos Miklós, a BME TTK Fizikai Intézet Fizika Tanszékének tudományos főmunkatársa – aki a leendő fizikus első tudományos diákköri dolgozata elkészítésében nyújtott támogatást –, majd Halbritter András biztatására hallgatóként csatlakozott az Atomi és Molekuláris Elektronika Kutatócsoporthoz és az akkoriban újonnan indult kutatási téma, a fém-oxid alapú eszközök vizsgálatához. Kísérletével bebizonyította, hogy a nióbium-pentoxid alapú rezisztív kapcsoló memóriákban akár egyetlen atom átmérőjű tartományban is tárolható információ. Szakmai munkáját 2018-ban Bécsben, a 3. Grandmaster workshopon is bemutatta, majd a nióbium-pentoxid memrisztorok területén végzett munkájának egy részéből tudományos publikáció jelent meg egy nívós nemzetközi szakmai lapban. (Nanoscale, 2018. október, In situ impedance matching in Nb/Nb2O5/PtIr memristive nanojunctions for ultra-fast neuromorphic operation – szerk.)
Török Tímea kedvet érez a tanításhoz, ugyanakkor a mesterdiploma megszerzése után sem szeretne felhagyni a kutatással. Tervei szerint folytatja a tudományos munkát a tanszéki kutatócsoportban és posztgraduális képzésre jelentkezik. „Megtaláltam azt a szakmai területet, amely számos kihívással jár, egyúttal nagy jelentőségű eredményekkel is kecsegtet. Bár még nincs ipari tapasztalatom, a kutatói létbe már ’belekóstoltam’ és úgy vélem, itt az alkotói szabadság, továbbá a felfedezés lehetősége együttesen van jelen. Hallgatóként eddig is egy támogató és inspiráló környezetben dolgozhattam, bízom benne, hogy ez a jövőben sem lesz másként” – zárta a beszélgetést a friss díjazott.
TZS-GI
Fotó: Philip János