多层的三电纳米发电机与可控制的多个尖端为低功率的人工突触装置
Yong-Jin Park1, Yun Goo Ro1, Young-Eun Shin1
1School of Energy and Chemical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), 50, UNIST-gil, Ulsan, 44919, Republic of Korea.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 27, 2023
概括
一个新型的多层 triboelectric 纳米发电机 (M-TENG) 从单次触摸产生多个电尖,提高了人工突触设备的性能. 这项创新支持低功耗电子,机器人和物联网.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电子工程 电子工程
背景情况:
- 可穿戴电子产品,机器人和物联网需要具有传感,记忆和学习能力的低功耗设备.
- 三电纳米发电机 (TENGs) 是多功能,但受限于用于突触应用的低峰输出.
- 现有的TENG每周期只能产生两个尖峰,这对于复杂的突触可塑性功能来说是不够的.
研究的目的:
- 开发一个多层的微型图案TENG (M-TENG),能够在每次机械输入时产生多个尖峰.
- 将M-TENG与有机电化学晶体管集成为高效的人工突触装置.
- 展示M-TENG在低能耗电子系统和机器人应用中的潜力.
主要方法:
- 使用PDMS和复合膜 (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltrichlorosilane/BaTiO3/PDMS) 制造一个多层TENG.
- 采用单独的 triboelectric 电荷和不同的间隔器用于多个摩擦层,以实现尖峰乘法.
- 将M-TENG与有机电化学晶体管集成,以创建一个人工突触.
主要成果:
- 与传统的TENG不同,M-TENG只需一次触摸就能产生多个尖峰.
- 达到7.52nC的最大输出电荷,明显高于单层TENG.的3.69nC.
- 展示了一种低能耗的人工突触装置,利用M-TENG的尖峰乘法属性.
结论:
- 拟议的M-TENG有效地解决了用于突触应用的传统TENG的局限性.
- 在机器人系统中,M-TENG能够实现高级功能,例如连续记忆训练.
- 这项技术为开发下一代低功耗电子设备提供了一个有前途的途径.
