Solid‐State Oxide‐Ion Synaptic Transistor for Neuromorphic Computing

doi:10.1002/adma.202415743

Solid‐State Oxide‐Ion Synaptic Transistor for Neuromorphic Computing

2024-12-25

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DOI：10.1002/adma.202415743

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摘要类脑硬件促进了人工智能中神经网络模型的快速且节能的训练与运行。然而，现有的模拟存内计算器件（如忆阻器）仍面临阻碍其商业化的重大挑战，其中包括由于随机性导致的高变异性。微加工电化学突触通过基于确定的离子嵌入机制作为模拟可编程电阻，提供了一种有前景的方法。本文开发了一种全固态氧离子突触晶体管，采用Bi2V0.9Cu0.1O5.35作为优异的氧离子导体电解质，并使用La0.5Sr0.5FeO3‐δ作为可变电阻通道，能够在与常规电子兼容的温度下高效运行。该晶体管表现出基本突触行为，如长时程增强、短时程增强、成对脉冲易化和强直后增强，模拟了生物神经网络的基本特性。该器件满足了高效类脑计算的关键标准，包括优异的线性对称突触可塑性、每次编程脉冲的低能耗以及高耐久性且循环间变化最小。在人工神经网络（ANN）的手写数字识别仿真中，所提出的突触晶体管在Modified National Institute of Standards and Technology（MNIST）数据集上达到了96%的准确率，展示了该器件在ANN中的有效实现。这些发现表明，基于氧离子的突触晶体管在基于离子学的模拟类脑计算中具有有效实现的潜力。

Solid‐State Oxide‐Ion Synaptic Transistor for Neuromorphic Computing

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