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半导体和电子

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多个终端memtransistor逐步模仿大脑

MoS2多端子薄膜晶体管
MoS2多端子薄膜晶体管

忆阻器将生物神经系统中的连接的学习功能引入电子电路中的连接。因此,它们在神经形态电子学中的潜在用途吸引了很多兴趣。但是,即使是最先进的忆阻器设备也仅限于两个或三个末端,而在大脑中,突触的数量超过了它们所连接的神经元的千分之一。现在,美国西北大学的研究人员 马克·赫萨姆 已经展示了首个基于多晶2D MoS的多端子忆阻器2.

在常规电子设备中,连接中的电阻被设置,但是在生物神经系统中,连接性根据先前沿该突触路径传播的信号而改变。神经元之间的这些突触连接允许一定程度的学习和功能 科学家想在神经形态电子学中效仿.

忆阻器 是电路元件,其电阻根据先前输入的电压从高到低变化。蔡国强预言了这些“电路元件缺失”在1970年代,自R Stanley Williams和HP Labs的同事以来,它们吸引了很多兴趣。“found”它们是因为它们在模拟突触连接方面显示出了巨大的希望。

最早生产具有两个以上端子的忆阻器的历史可以追溯到1960年代,当时Be​​rnard Widrow和Ted Hoff的自适应线性(Adaline)化学忆阻器。但是,无论是三端Widrow-Hoff忆阻器,还是随后的带有纳米离子或浮栅的场效应晶体管,都没有表现出忆阻性开关。 Hersam和他的团队现在已经证明了多端薄膜晶体管的可行性,这要归功于MoS中运行的忆阻开关机制2 设备。

转移到多终端

Hersam和他的同事们为 MoS的行为2 基于肖特基势垒的薄膜晶体管 –电荷载流子必须克服的潜在能量壁垒或通过隧道流过。这些肖特基势垒在高电压偏置下响应于图像电荷的降低和隧穿而改变,研究人员将正是这种栅极电压依赖性描述为“MoS最重要的功能2 忆阻器,将其与两端忆阻器区分开”.

与门相关的肖特基势垒开关允许通过附加端子控制模拟突触前和突触后调制的电路中的电导。而其他设置如 2 忆阻器 由于允许终端控制电导调制,因此这些设备中的开关基于细丝形成,将设备限制为三个端子。

研究人员用多晶MoS制成了一个六端突触膜晶体管2 并显示它们可以使用栅极电压将任意一对侧电极之间的开关比调节2到10倍。他们还表现出长期的增强和消沉– 生物突触的学习功能。由于他们使用了多晶材料,因此建议将技术大规模扩展应该是直接的。

详细信息报告在 性质 doi:10.1038 / nature25747.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者