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Programmable ferroelectric rectifier for reliable and efficient neuromorphic crossbar array
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AI
DOI：10.1038/s41467-026-70727-2.png)
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摘要
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神经形态计算硬件的进步需要实现节能运行、可扩展器件集成和可靠导电。这些挑战可通过在忆阻器中采用功能铁电材料作为活性层来有效应对，利用其静电调制导电实现可靠开关。本研究中，我们提出了一种基于Pt/Ba0.2Bi0.8FeO3 (BBFO)/SrRuO3/SrTiO3外延异质结构堆叠的忆阻器器件，其整流比超过10⁶，关态电流低于10⁻¹² A。BiFeO₃中20%的Ba取代诱导了铁电极化与氧空位迁移之间的耦合相互作用，在脉冲偏压下控制空位传输，并确保了具有近零非线性和超过10⁷循环耐久性的可靠忆阻突触行为。由于展示出的线性突触性能和强忆阻整流特性，实现了一种无选择器的交叉阵列（CBA）。通过缓解CBA的关键挑战（如潜径电流和单元间变异性）同时保持高性能突触功能，BBFO为基于CBA的神经形态系统提供了稳健的材料平台。神经形态计算硬件通常在能效、可扩展性和可靠性之间做出非理想权衡。Kim等报道了一种基于铁电异质结构的忆阻器，具有近零非线性、超过10⁷循环的耐久性、整流比超过10⁶和亚皮安培关态电流。
Keyword:
Electrical and electronic engineering
Electronic devices
Ferroelectrics and multiferroics
Science
Humanities and Social Sciences
multidisciplinary
AI总结
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15.7
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