【最新科研】忆阻器-石墨烯/PtTe2

张明 2024-10-22

基于忆阻器的神经形态计算Neuromorphic computing，有助于满足数据密集型计算应用（如人工智能）日益增长的应用需求。在高效神经形态计算中，具有多个电导态的模拟忆阻器，特别有用，但是权重映射能力，通常受制于较小的开/关比。

近日，武汉大学李叶生Yesheng Li, 何军Jun He等，武汉理工大学Yao Xiong等，在Nature Electronics上发文，报道了利用二维范德瓦尔斯金属材料（石墨烯或二碲化铂PtTe2）作为正极，创建了具有模拟电阻开关和较大开/关比的忆阻器。

这种忆阻器，利用银作为顶部负极，使用硫化铟磷作为开关介质。先前方法集中于利用电阻转换层或阳极变化，以调节离子运动，这可以降低开/关比。相反，这种方法，依赖于范德瓦尔斯正极，允许银离子嵌入/脱嵌，产生高扩散势垒，以调节离子运动。

这种策略，可实现高达10E8开/关比、8位电导态和阿焦级功耗的模拟电阻开关。利用模拟特性，执行卷积神经网络的芯片级模拟，以提供高识别精度。

Memristors with analogue switching and high on/off ratios using a van der Waals metallic cathode.

利用范德瓦尔斯金属正极，具有模拟开关和高开/关比的忆阻器。

图1: 利用范德瓦尔斯van der Waals，vdW 金属石墨烯graphene，GR作为正极，具有较大开/关比的模拟开关。

图2: 在银Ag/硫化铟磷indium phosphorus sulfide，IPS/石墨烯GR忆阻器中的多级开关。

图3:利用多层范德瓦尔斯vdW PtTe2作为正极，硫化铟磷IPS忆阻器的模拟开关性能。

图4: 模拟开关机制。

图5: 卷积神经网络convolutional neural network，CNN芯片级实现。

文献链接

Li, Y., Xiong, Y., Zhang, X. et al. Memristors with analogue switching and high on/off ratios using a van der Waals metallic cathode. Nat Electron (2024).

https://doi.org/10.1038/s41928-024-01269-y

https://www.nature.com/articles/s41928-024-01269-y

本文译自Nature。

内容来源：今日新材料

责任编辑：展源

审　　核：何发

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