三项最新研究提出了拓展传统结构之外半导体概念的不同路径：能够执行逻辑运算的细菌群落电路、依靠反铁磁材料保留近期输入并遗忘较早信息的器件，以及兼具半导体特性和极低热导率的高熵氧化物材料。这些成果分别发表在不同研究中，Semiconductor Engineering网站于2026年8月25日对其进行了介绍。
能够执行逻辑运算的细菌
麻省理工学院（MIT）的研究人员对Pantoea agglomerans细菌进行了工程改造，使其能够在用于环境监测的专用电路中充当晶体管。团队设计了两种晶体管：一种由OC-6分子启动，另一种则在同一分子存在时关闭。在两种情况下，晶体管都会检测目标分子OC-12，然后生成一种名为OHC-14的输出分子。
研究人员使用三种细菌菌株，将OHC-14信号转换为能够传递给另一个晶体管的输出信号。他们把细菌菌落印刷在含琼脂的培养皿上，并在菌落之间留下约5毫米的距离，使信号能够传递到最近的菌落，再沿单一方向传递到下一个菌落。
实验验证了多输入逻辑门、“或”门和“蕴含”门的运行；研究人员还将晶体管组合起来，构建了用于对两个信号求和、处理多路信号以及进行解复用的电路。最大的电路包含24个细菌菌落。不过，每次计算大约需要八小时；研究人员认为，这一速度适合生物应用，而不是用来取代传统计算机。团队希望将这些电路应用于植物叶片或根部，以监测环境压力并作出响应。
将遗忘作为计算功能
在韩国，首尔国立大学和成均馆大学的研究人员开发了一种基于反铁磁材料的半导体器件，能够保留近期输入，并自动遗忘较早的信息。这种双端器件结合了氧化锆和非晶氧化铟镓锌（a-IGZO）。
优化a-IGZO的组成后，即使器件状态变化有限，电流也出现了明显差异，并实现了约890的开关比。该器件还能够区分16种不同的4位输入组合；在识别手写数字方面，其准确率达到90.4%，同时将输入数据减少了75%。
实际改变了什么？研究人员没有把去除电压后材料恢复到原始状态视为缺陷，而是将其用作服务于时间序列数据处理的“遗忘”机制。团队表示，该器件在单个元件中集成了非线性转换、短期记忆和自然复位功能；不过，他们仍计划缩小器件面积，并在阵列级别验证电路，然后再将其扩展为用于音频、生物和环境信号的边缘人工智能系统。
混合多种元素，制造新材料
卡内基梅隆大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员则利用高熵混合，将一种绝缘金属氧化物转变为半导体。A₆WO₄材料将锰、铁、钴、镍、铜和锌引入由氧化钨构成的框架中，形成一种被称为黑钨矿的单一晶体结构。
研究人员表示，这种材料兼具半导体传输特性和极低热导率，而这两种性质通常很难在氧化物中同时实现。这一成果的重要性在于，化学无序并非被随机使用，而是被用作同时调控电子和热学性质的手段。团队认为，这可能为热电器件材料开辟空间，使其能够将废热转化为电能；不过，这一用途仍处于研究潜力阶段，还需要进一步发展。