新风格的逻辑操作和神经形态计算,通过MXene/Y:HfO铁电记忆器中的光电子人工突触来实现
Junlin Fang1, Zhenhua Tang1, Xi-Cai Lai1
1School of Physics and Optoelectric Engineering, Guangzhou Higher Education Mega Center, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|June 4, 2024
概括
研究人员使用铁电记忆器开发了一种新的光电子人造突触装置. 这种由大脑启发的计算组件在神经网络中实现了高精度,并集成湿度传感以实现高级逻辑功能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 神经科学是一个神经科学.
- 计算机工程 计算机工程
背景情况:
- 现代计算需求推动了脑启发的神经形态系统的发展.
- 现有的系统缺乏通过光和电来控制导电性的光电子装置.
- 人工突触是模仿神经功能的关键组成部分.
研究的目的:
- 开发一种具有双光学和电导电性控制的光电子人造突触装置.
- 为了提高大脑启发的计算系统的性能.
- 探索逻辑电路和传感器集成的新型应用.
主要方法:
- 一个Au/MXene/Y:HfO2/FTO铁电记忆器的制造.
- 数字和模拟电阻切换 (RS) 行为的表征.
- 用优化的算法在卷积神经网络 (CNN) 中实现.
- 一个新的光电子逻辑门电路的设计.
- 对于投票机制的相对湿度传感器的集成.
主要成果:
- 记忆器展示了数字和模拟RS,交换比>10^3.3.
- 在光电子条件下在CNN中实现了97.1%的识别准确度.
- 成功建立了一个新的逻辑门电路用于光电子输入.
- 开发了一种创新的三人投票机制,结合了湿度影响和否决权.
结论:
- 该Au/MXene/Y:HfO2/FTO铁电记忆器作为一个高性能光电子人工突触.
- 该设备使大脑启发的计算中的有效信息处理成为可能.
- 这项工作为集成光电子突触与基于逻辑的计算架构提供了一个可行的途径.
