控制雕刻的Ti3C2TMXene纳米片用于低压操作的灵活记忆器,用于高效的神经形态计算
Jeny Gosai1,2, Mansi Patel2,3, Lingli Liu4
1Advanced Hybrid Nanomaterial Laboratory, Department of Chemistry, School of Energy Technology, Pandit Deendayal Energy University, Gandhinagar 382426, Gujarat, India.
ACS applied materials & interfaces
|March 27, 2024
概括
研究人员开发了一种用于可穿戴电子产品的柔性MXene记忆器. 该设备在低电压下工作,显示了突触可塑性,数据存储和神经形态计算应用的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电子工程 电子工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 灵活的硬件神经网络对于先进的可穿戴电子设备至关重要.
- 开发具有低工作电压的突触塑料网络仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 为了展示基于部分蚀刻的MXene (p-MXene) 的灵活的memristor设备,用于低压操作.
- 研究开发的设备的突触可塑性,数据存储能力和神经形态计算潜力.
主要方法:
- 通过控制离子蚀刻在Ti3C2Tx MXene中使用PET/ITO/p-MXene/Ag结构制造一个灵活的memristor.
- 设备性能的表征,包括工作电压,开/关比,耐久性,数据保留,以及机械/环境稳定性.
- 突触可塑性 (潜能/抑郁) 和尖端时间依赖性可塑性 (STDP) 的证明.
- 使用MNIST数据集对模式识别的模拟.
主要成果:
- p-MXene记忆器实现了显著降低的1V的操作电压,而完全蚀刻的MXene设备则降低了7V.
- 该设备表现出优异的非易失性数据存储,具有约10^3的启/关比,约10^4的循环耐久性,多层次状态和约10^6秒的数据保留.
- 证实了高机械稳定性 (~73°曲) 和环境强度.
- 成功模仿生物突触功能,包括学习忘记模式和STDP.
- 在29个训练时代的模拟中,在MNIST模式识别中实现了~95%的准确性.
结论:
- 部分蚀刻的MXene是低压柔性memristors的一个有希望的材料.
- 开发的设备显示了下一代智能可穿戴电子产品,数据存储和神经形态计算的巨大潜力.
