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Ultralow-Power Vertical Transistors for Multilevel Decoding Modes
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2022-11-07 , DOI: 10.1002/adma.202208600
Qing Zhang 1, 2 , Enlong Li 3, 4 , Yongshuai Wang 5 , Changsong Gao 3, 4 , Congyong Wang 1, 2 , Lin Li 6 , Dechao Geng 7 , Huipeng Chen 3, 4 , Wei Chen 1, 2 , Wenping Hu 1, 7
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2022-11-07 , DOI: 10.1002/adma.202208600
Qing Zhang 1, 2 , Enlong Li 3, 4 , Yongshuai Wang 5 , Changsong Gao 3, 4 , Congyong Wang 1, 2 , Lin Li 6 , Dechao Geng 7 , Huipeng Chen 3, 4 , Wei Chen 1, 2 , Wenping Hu 1, 7
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Organic field-effect transistors with parallel transmission and learning functions are of interest in the development of brain-inspired neuromorphic computing. However, the poor performance and high power consumption are the two main issues limiting their practical applications. Herein, an ultralow-power vertical transistor is demonstrated based on transition-metal carbides/nitrides (MXene) and organic single crystal. The transistor exhibits a high JON of 16.6 mA cm−2 and a high JON/JOFF ratio of 9.12 × 105 under an ultralow working voltage of −1 mV. Furthermore, it can successfully simulate the functions of biological synapse under electrical modulation along with consuming only 8.7 aJ of power per spike. It also permits multilevel information decoding modes with a significant gap between the readable time of professionals and nonprofessionals, producing a high signal-to-noise ratio up to 114.15 dB. This work encourages the use of vertical transistors and organic single crystal in decoding information and advances the development of low-power neuromorphic systems.
中文翻译：
用于多级解码模式的超低功耗垂直晶体管
具有并行传输和学习功能的有机场效应晶体管在类脑神经形态计算的发展中引起了人们的兴趣。然而，性能差和功耗高是限制其实际应用的两个主要问题。在此，展示了一种基于过渡金属碳化物/氮化物 (MXene) 和有机单晶的超低功耗垂直晶体管。该晶体管具有16.6 mA cm -2的高J ON和 9.12 × 10 5的高J ON / J OFF比在 −1 mV 的超低工作电压下。此外，它可以成功地模拟电调制下生物突触的功能，并且每个尖峰仅消耗 8.7 aJ 的功率。它还允许多级信息解码模式，在专业人士和非专业人士的可读时间之间存在显着差距，产生高达 114.15 dB 的高信噪比。这项工作鼓励使用垂直晶体管和有机单晶来解码信息，并推动低功耗神经形态系统的发展。
更新日期：2022-11-07
中文翻译：
用于多级解码模式的超低功耗垂直晶体管
具有并行传输和学习功能的有机场效应晶体管在类脑神经形态计算的发展中引起了人们的兴趣。然而，性能差和功耗高是限制其实际应用的两个主要问题。在此，展示了一种基于过渡金属碳化物/氮化物 (MXene) 和有机单晶的超低功耗垂直晶体管。该晶体管具有16.6 mA cm -2的高J ON和 9.12 × 10 5的高J ON / J OFF比在 −1 mV 的超低工作电压下。此外，它可以成功地模拟电调制下生物突触的功能，并且每个尖峰仅消耗 8.7 aJ 的功率。它还允许多级信息解码模式，在专业人士和非专业人士的可读时间之间存在显着差距，产生高达 114.15 dB 的高信噪比。这项工作鼓励使用垂直晶体管和有机单晶来解码信息，并推动低功耗神经形态系统的发展。
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