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用于突触和伤害模拟的分层 V2O5 薄膜中的原生漂移和 Mott 纳米通道
Science China Materials ( IF 6.8 ) Pub Date : 2022-09-16 , DOI: 10.1007/s40843-022-2165-8 Wuhong Xue , Caihong Gao , Zheng Zhang , Tingting Han , Nan Hou , Wenhui Yin , Lei Shi , Xiaoling Wang , Gang Liu , Xiaohong Xu
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更新日期:2022-09-21
Science China Materials ( IF 6.8 ) Pub Date : 2022-09-16 , DOI: 10.1007/s40843-022-2165-8 Wuhong Xue , Caihong Gao , Zheng Zhang , Tingting Han , Nan Hou , Wenhui Yin , Lei Shi , Xiaoling Wang , Gang Liu , Xiaohong Xu
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生物神经系统中伤害感受器、神经元和突触的整合与合作使人类能够有效地感知和处理有害信息,从而避免危险。受生物神经系统的启发,目前的人工演示包括电解质栅极晶体管、电化学金属化电阻开关器件和卤化物钙钛矿基忆阻器。然而,这些设备存在集成困难和不稳定问题。在此,我们介绍了一种兼容互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的简单稳定的 Pt/V 2 O 5 /Pt 夹层结构,并精心构建和调制了低氧化物 V 2 O 5− x和 Mott VO 2层状V 2 O 5基质中的纳米通道分别模拟类脑处理和神经痛觉功能。仿真结果表明,在基于 V 2 O 5− x纳米通道突触装置的卷积神经网络中,手写数字的识别准确率在 5 个训练 epoch 后达到 80%,在 52 个 epoch 后达到 89%。基于VO 2完美模仿具有所有关键特征的伤害感受器纳米通道阈值开关装置。特别是,在伤害感受器模拟中观察到 0.4 V 的超低阈值水平和亚毫秒级的潜伏期,这在特殊伤害情况下可能需要。在一个设备中提出的漂移和莫特纳米通道作为人工智能系统的突触和伤害性模拟器具有巨大的潜力。
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