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基于反铁电晶体管的紧凑型人工神经元
Nature Communications ( IF 15.7 ) Pub Date : 2022-11-17 , DOI: 10.1038/s41467-022-34774-9
Rongrong Cao , Xumeng Zhang , Sen Liu , Jikai Lu , Yongzhou Wang , Hao Jiang , Yang Yang , Yize Sun , Wei Wei , Jianlu Wang , Hui Xu , Qingjiang Li , Qi Liu
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更新日期:2022-11-18
Nature Communications ( IF 15.7 ) Pub Date : 2022-11-17 , DOI: 10.1038/s41467-022-34774-9
Rongrong Cao , Xumeng Zhang , Sen Liu , Jikai Lu , Yongzhou Wang , Hao Jiang , Yang Yang , Yize Sun , Wei Wei , Jianlu Wang , Hui Xu , Qingjiang Li , Qi Liu
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神经形态机器对于构建节能智能系统很有吸引力,其中脉冲神经元是关键组件。最近,已经开发出具有良好生物合理性的忆阻神经元,但可靠性有限、体积庞大的电容器或额外的复位电路。在这里,我们提出了一种基于Hf 0.2 Zr 0.8 O 2反铁电薄膜固有的极化和退极化的反铁电场效应晶体管神经元来应对这些挑战。Hf 0.2 Zr 0.8 O 2的本征累积极化/自发去极化电影实现了神经元的集成/泄漏行为,避免了外部电容器和复位电路。此外,反铁电神经元具有低能耗(37 fJ/spike)、高耐久性(>10 12)、高均匀性和高稳定性。我们进一步构建了一个结合了反铁电神经元和铁电突触的双层全铁电尖峰神经网络,在修改后的国家标准与技术研究院数据集上实现了 96.8% 的识别准确率。这项工作为使用反铁电材料模拟神经元开辟了道路,并为构建高效的神经形态硬件提供了一种有前途的方法。
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