类脑忆阻器基人工智能应用获进展

日期： 2022-05-20

浏览次数: 12

来源：中国科学报

随着人工智能的发展，忆阻器因其“存算一体”的特性被越来越多的研究者探索，铁电忆阻器因其优异的极化可控、多值存储和在神经计算领域的应用潜力而受到人们的特别关注。其中，由于铁电材料的技术需求和无铅无毒的环境要求，钛酸钡（BaTiO3)成为了铁电钙钛矿氧化物铅基材料的最佳替代品之一。

然而，目前大多数铁电材料生长在单晶衬底上，复杂氧化物材料的硅兼容性不足阻碍了其与当前硅互补金属氧化物半导体技术的实际集成，在纯钛酸钡铁电材料中还存在高介电损耗的问题。

近日，河北大学教授闫小兵团队报道了一种全新的材料结构，由钛酸钡掺杂低介电系数材料二氧化铈（CeO2）的垂直排列纳米复合(VANs)铁电薄膜作为忆阻介质，成功的获得了硅基外延铁电薄膜。

通过这种新结构的引入，该铁电忆阻器器件实现了生物突触模拟功能。通过控制VANs结构薄膜的制备温度，优化了铁电极化反转特性。特别是，该器件的鲁棒耐用性可达109次循环。器件的速度也可以达到10ns，远低于人脑突触的反应。利用宽度为50ns的快速脉冲实现了加、减、乘、除的代数运算。

该成果近期在国际学术期刊《先进材料》上发表。

据悉，该结构的器件可以像人脑一样识别物品的类别，在神经形态计算方面拥有着优秀的性能。研究团队采用了VGG8卷积神经网络识别了CIFAR-10数据集，数据集由10个类别的6万张32×32彩色图像组成，每个类别有6000张图像，包括飞机、汽车、鸟、猫、鹿、狗、青蛙、马、船和卡车。基于该器件采用了模拟片上训练，在经过200多次训练之后，在线学习最终识别率达到了90.03%而离线学习识别率更是达到92.55%。

上一篇：“钇”步到位精准制导杀灭癌细胞下一篇：进展 | 锆基超氢新材料高压合成和70K以上超导

Hot News / 相关推荐

稀土热障辐射涂料实现产业化

2024 - 03 - 26

点击次数: 2

来源：铁合金在线日前，包头稀土高新区一科研团队在新型耐火材料制备上获得重大突破，这种新材料的诞生将为我国工业窑炉的节能降耗提供更好选择。工业窑炉是我国耗能大户，约占全国总能耗的25％，与发达国家的工业窑炉相比，热效率低20％左右，浪费的能源相当于2亿吨标准煤。巨大的能源浪费制约了高温窑炉行业的健康发展。当物体表面的发射率提高后，吸收热量的能力也相应提高。在高温环境中，提高物质的发射率，可大幅增加物...

《Advanced Materials》：近红外发光的金属卤化物

2024 - 03 - 26

点击次数: 2

来源：郑州大学物理学院近日，我院先进光电材料与器件物理课题组在《Advanced Materials》期刊上发表了题为“Near-Infrared Light Emitting Metal Halides: Materials, Mechanisms, and Applications”的综述文章。论文第一作者为我院刘莹研究员，通讯作者为我院史志锋教授、华南理工大学夏志国教授和意大利技术研究所Li...

物理与材料学院陈伟凡教授团队在光调控、光热材料领域取得重要研究进展

2024 - 03 - 25

点击次数: 98

来源：南昌大学物理与材料学院本网讯（物理与材料学院）近日，我校物理与材料学院陈伟凡教授、刘越副教授团队围绕自主研发的高近红外吸收铯钨青铜纳米材料，在太阳能热调控及其应用领域取得了重要研究进展。其不仅实现了光热界面蒸发器的水热传输平衡与能量利用最大化，为能质管理模式的优化提供了新途径，还设计了一款全天候、高性能的可穿戴式太阳能热发电装置，提出了全新的可穿戴自供能策略。相关研究成果连续发表在国际权威学...

宋茂勇研究组在热活化触发光催化方面取得新进展

2024 - 03 - 25

点击次数: 96

以下文章来源于中国科学院生态环境研究中心La基钙钛矿拥有优异的吸光性能，但是价带光催化氧化电势的不足使得许多化学键难以断裂，限制了其在光催化反应中的应用。基于此，中国科学院生态环境研究中心宋茂勇研究团队开展了热活化触发La2CoxMn2-xO6钙钛矿光催化活性的研究。研究发现，利用加热能够活化降低甲苯的苄基C-H解离能，解决了光激发La2CoxMn2-xO6钙钛矿产生的h+氧化电势不足难题，从而触...