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cyqdesign 2022-12-06 22:31

南開(kāi)大學(xué)成功研獲兆赫茲級(jí)超快人工突觸

近日，南開(kāi)大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院光電子所徐文濤教授課題組聯(lián)合李躍龍副教授課題組，針對(duì)后摩爾時(shí)代關(guān)鍵器件能耗問(wèn)題，首次提出基于室溫結(jié)晶鈣鈦礦半導(dǎo)體薄膜的超快響應(yīng)人工突觸器件并深入研究了其背后的載流子遷移動(dòng)力學(xué)。 ,k+F8{Q.  
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相較于傳統(tǒng)硅基計(jì)算機(jī)，得益于存-算一體的架構(gòu)和分布式處理的邏輯，人腦只需更低能耗便可解決相同的處理任務(wù)。因此，類腦計(jì)算成為打破后摩爾時(shí)代瓶頸的最佳解決方案之一，人工突觸是類腦仿生系統(tǒng)組成和功能的基礎(chǔ)單位器件，其運(yùn)行速度和能耗大小對(duì)系統(tǒng)性能有著舉足輕重的影響。 "Cn<x\E b  
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徐文濤教授團(tuán)隊(duì)和李躍龍副教授團(tuán)隊(duì)共同提出一種無(wú)需退火工藝的鈣鈦礦基柔性人工突觸器件，通過(guò)新的全室溫結(jié)晶鈣鈦礦半導(dǎo)體有源層解決方案，得到高質(zhì)量00l取向鈣鈦礦薄膜，規(guī)范了載流子遷移路徑，輔以鈍化工藝，進(jìn)一步減小空位等缺陷密度，成功打破了兩端突觸器件的最低能耗世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了每次脈沖尖峰下13.5aJ（即不到一粒大米熱量的1/1018）的超低能耗和高達(dá)4.17MHz的超快穩(wěn)定響應(yīng)頻率。 K['Gp>l  
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在成功實(shí)現(xiàn)塑性調(diào)節(jié)、邏輯運(yùn)算、時(shí)空關(guān)聯(lián)信息處理和關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)等重要神經(jīng)功能的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)成功以此器件為信息處理核心，構(gòu)建了具有肌肉疲勞感知功能的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)，對(duì)外周神經(jīng)反射弧修復(fù)再生、神經(jīng)形態(tài)軟體機(jī)器人以及物理智能等領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義。
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