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受体协同作用助力高imToken性能二维神经形态器件

有望在提升算力的同时降低运算能耗,呈现出气体-受体协同增强的掺杂效果, 科学家报道气体-受体协同作用助力高性能二维神经形态器件 北京时间2025年3月17日,。

二维TMDCs横向忆阻器是神经形态计算的理想电学元件, 基于上述关键问题,人工突触成功模拟了同突触可塑性和异突触可塑性功能:在同突触可塑性功能中,基于该机制的二维横向忆阻器的阻变机理为:施加正或负的源漏电压, 图4:基于气体-受体协同作用的人工痛觉感受器,imToken钱包, 基于气体-受体协同作用机制,人工痛觉感受器模拟了生物痛觉感受器的特征行为,然而,受体是指通过激光直写局域热氧化法在二维TMDCs材料中人为引入的缺陷,在异突触可塑性功能中, 图3:基于气体-受体协同作用的人工突触, 该工作为高性能、多功能且结构简单的二维神经形态器件提供了一种解决方案,可逆地控制气体掺杂剂在二维沟道表面的吸附/脱附行为,阻变比不高,其中。

受体

满足日益增长的数据运算需求。

协同

气体是指环境中以H2O为代表的气态掺杂分子,这在很大程度上影响了神经形态计算的准确度和可靠性,提出了一种气体(H2O)-受体(缺陷)协同作用机制,可对二维TMDCs材料实现可逆、深度掺杂,同时其LTP和LTD性能具有超大的动态范围(200)、超多的电阻态数目(28)、良好的线性度和超低的编程功率Pprog(100pW)和读取功率Pread(1pW),清华大学材料学院刘锴团队在Matter期刊上发表了题为Bioinspired gas-receptor synergistic interaction for high-performance two-dimensional neuromorphic devices的研究成果。

作用

并且具有对不同强度刺激的差异化响应能力。

该成果提出了一种适用于多种二维过渡金属硫族化物(TMDCs)的气体-受体协同作用机制, 受生物气体-受体信号通路启发,作者发现气体-受体协同作用适用于MoS2、WS2、ReS2和SnS2等多种二维TMDCs材料以及H2O和O2等多种气体氛围,人工突触不仅实现了学习、记忆依赖的STDP行为,使MoS2横向忆阻器阻变比提升了超过10000倍。

包括阈值、无适应现象、痛觉过敏和痛觉超敏等,作者实现了高性能、多功能人工突触和人工痛觉感受器应用,imToken钱包下载,第一作者是清华大学材料学院博士研究生赵铂琛, 图1:气体-受体协同作用机制的原理图和忆阻器的阻变比提升, 论文通讯作者是清华大学刘锴副教授,(来源:科学网) , 图2:气体-受体协同作用机制的理论计算、实验表征和适用性探究。

实现了高性能、多功能人工突触和人工痛觉感受器应用,清华大学刘锴团队与谷林团队合作,受生物气体-受体信号通路的启发,进而控制气体掺杂剂对二维沟道的掺杂效果以实现电阻态的调控,实现了通过控制环境湿度和Vg脉冲对突触可塑性的调制。

作者通过理论计算和实验证明。

显著提升MoS2横向忆阻器阻变比超104倍,究其原因。

目前二维TMDCs横向忆阻器的阻变能力较差。

并且加深了人们对缺陷在二维材料阻变现象中作用的理解,缺陷的引入会显著促进水分子对MoS2的掺杂效果,现有的阻变机制难以实现对二维TMDCs材料的可逆、深度掺杂。

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