Аппаратная имитация синапса — интерфейса связи между нейронами — сопряжена с определенными сложностями. Чаще всего синапсы пытались изготавливать из аморфных материалов, в которых сложно контролировать поток ионов ввиду обусловленного неоднородностью среды бесчисленного множества маршрутов, по которым те могут проходить. Это ухудшает связь в аппаратно реализованных нейронных сетях, в которых, подобно биологическим, тип и количество входящих ионов определяют, активируется ли нейрон на очередном слое.

Исследовательская группа во главе с учеными МТИ пошла по другому пути, создав искусственный синапс на основе монокристаллического кремния — материала без дефектов, обладающего регулярной структурой. Чтобы обеспечить прогнозируемое прохождение ионов, поверх кремния поместили слой германия, внеся тем самым одномерный линейный дефект.

В ходе тестирования нейроморфного чипа с искусственными синапсами из кремния-германия поток ионов по ним различался не более, чем на 4%, — это намного лучше, чем при использовании аморфных материалов. Исследователи также проверили чип на задаче распознавания рукописного текста, добившись точности 95%, всего на 2% меньше, чем у существующих на сегодня программных алгоритмов.