作者:陈彬 来源: 中国科学报 发布时间:2022-5-25
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河北大学
新结构提升类脑忆阻器性能

 

本报讯(记者陈彬)随着人工智能的发展,忆阻器因其“存算一体”的特性被越来越多的研究者关注。近日,河北大学教授闫小兵团队报道了一种全新材料结构。由钛酸钡掺杂低介电系数材料二氧化铈的垂直排列纳米复合(VANs)铁电薄膜作为忆阻介质,他们成功获得了硅基外延铁电薄膜。

他们通过引入这种新结构的铁电忆阻器器件实现了生物突触模拟功能。通过控制VANs结构薄膜的制备温度,优化了铁电极化反转特性。该器件的鲁棒耐用性可达109次循环。器件的响应时间可达10纳秒,远低于人脑突触的反应。研究人员利用宽度为50纳秒的快速脉冲实现了加、减、乘、除的代数运算。相关研究成果近期发表于《先进材料》。

据悉,引入该结构的器件可以像人脑一样识别物品类别,在神经形态计算方面性能优异。研究团队采用了VGG8卷积神经网络识别了CIFAR-10数据集,数据集由10个类别的6万张32×32彩色图像组成,每个类别有6000张图像,包括飞机、汽车、鸟、猫、鹿、狗、青蛙、马、船和卡车。研究人员基于该器件进行模拟片上训练,在经过200多次训练之后,在线学习最终识别率达到90.03%,而离线学习识别率达到92.55%。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1002/adma.202110343

《中国科学报》 (2022-05-25 第4版 综合)
 
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