钙钛矿量子类生物体
材料科学
2017-03-06 v1
摘要
生命体的一个核心特征是能够从其环境中学习并做出反应，从而形成习惯并做出决策。这种行为被称为习惯化，在具有中枢神经系统的生命形式中普遍存在，有趣的是，在没有大脑的单细胞生物中也观察到了这种现象。在此，我们报告了利用钙钛矿量子系统通过可逆掺杂剂引入对电子局域化进行动态调制，从而实现基于习惯化的可塑性。通过第一性原理理论、同步辐射研究、从头算动力学模拟和原位环境呼吸研究的结合，阐明了实现这种生物体集体电荷-晶格相互作用的微观机制和路径。我们实现了一种受钙钛矿电导弛豫行为启发的新学习算法，该算法自然地融入了习惯化，并展示了“学习遗忘”：这是动物和人类大脑的关键特征。最令人惊讶的是，我们的结果表明，在学习中融入这种基本技能可极大提升人工认知系统的能力。
引用
@article{arxiv.1703.01209,
title = {Perovskite Quantum Organismoids},
author = {Fan Zuo and Priyadarshini Panda and Michele Kotiuga and Jiarui Li and Min Gu Kang and Claudio Mazzoli and Hua Zhou and Andi Barbour and Stuart Wilkins and Badri Narayanan and Mathew Cherukara and Zhen Zhang and Subramanian K. R. S. Sankaranarayanan and Riccardo Comin and Karin M. Rabe and Kaushik Roy and Shriram Ramanathan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.01209},
year = {2017}
}