类脑忆阻器基人工智能应用获进展

日期： 2022-05-20

浏览次数: 306

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

三重动态网络整合了稳健力学、快速自愈和通过镧系配位实现可调发光

2026 - 09 - 03

点击次数: 46

来源：X-MOL共价可适应网络因其在可持续材料设计中的潜力而备受关注，但它们常常难以平衡机械稳健性与高效的自愈能力，或缺乏集成的光功能性。本文介绍通过三能级动态网络策略构建的鑭系配位超分子聚合物（Ln-Bpy-HTIP）。羟基端聚丁二烯（HTPB）软段的链间相互作用和纠缠结构作为基本承载层（I 级），聚氨酯氢键作为能量耗散和可重构层（II 级），镧系-双吡啶配位键则作为动态交联层（III 级）和发...

一系列新镧系 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸镧酸，具有游离吡啶位点

2026 - 09 - 02

点击次数: 65

来源：X-MOL一系列新的鑭系物 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸盐 [Ln2（phen）2（bpdc）3（H2O）2]n {Ln= Sm （1）， Eu （2）， Gd （3）， Tb （4）， Dy （5）， Ho （6）， Er （7）， Tm （8）;phen = 1,10-苯舧啶;H2bpdc = 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸}，通过π共轭苯作为色团进行热液合成并结构表征。1∼8...

镧系钛簇家族的新成员：Janus纳米簇及其在光学成像和光动力疗法中的应用

2026 - 09 - 02

点击次数: 67

来源：X-MOL本研究发现了一种新型低对称性镧系钛簇（Ln4Ti14），其簇核具有Janus分布。Ln4Ti14纳米簇通过逐步组装形成，并被致密的配体保护层包裹，从而确保其在溶液中的稳定性。通过改变Ln(III)离子，可以轻松控制能量转移路径，从而实现高分辨率生物光学成像和光动力疗法（PDT）之间的切换。具体而言，Eu4Ti14具有高效的天线效应，能够发出明亮的Eu(III)特征发射，并可用于活细...

功能化铈氧化物纳米颗粒的生物学应用

2026 - 09 - 01

点击次数: 84

来源：X-MOL纳米技术的快速扩展和进步为多种疾病的诊断和治疗带来了潜在应用。近年来，由于铈氧化纳米颗粒（CeO2 NPs）具有独特的物理和化学特性，如高抗氧化活性、酶类模拟活性和良好的生物相容性，已被广泛研究和应用于生物系统。本综述总结了功能化 CeO2 NP 在抗癌活性、抗感染、抗炎、抗氧化活性、伤口愈合、神经保护及影像应用领域的最新研究进展。研究探讨了其作用机制及潜在的临床应用前景，以及关于...