AFM neuromorfe apparaten en zijn toepassing. Credit: Nano letters (2024). Doi: 10.1021/acs.nanolett.4C02340
Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Long Shibing van de University of Science and Technology of China (USTC) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) heeft voor het eerst spintronic neuromorfe apparaten gemaakt op basis van COO/PT -heterostructuur. De studie is gepubliceerd in Nano letters.
Spintronics -apparaten hebben veel aandacht getrokken vanwege hun lage stroomverbruik, hoge bedrijfssnelheid en stralingsweerstand. Antiferromagnetische (AFM) materialen, met hun alternerende magnetische momentverdeling op atoomschaal, zijn ideale kandidaten voor het ontwikkelen van spintronische neuromorfe apparaten. Het bouwen van AFM -neuromorfe apparaten is echter nog steeds een uitdaging.
Ten eerste bereikten onderzoekers magnetische anisotropie buiten het vlak op basis van COO/PT-heterostructuur met (111) oriëntatie. Door de zaalweerstand te meten, bevestigden onderzoekers de sterke loodrechte anisotropie van het apparaat volgens de eerste principeberekening.
Het team bereikte de niet-lineaire kenmerken van het apparaat van de omkering van magnetisatie, evenals zijn zelfrelaxatie onder thermische activering. Vanwege het roteerbare regime van ultradunne COO, weerspiegelt het COO/PT-materiaal van de apparaatput de magnetisatieomkering.
De omkering van geactiveerde magnetische domeinen in het apparaat bepaalt het ontspanningsgedrag, dat verband houdt met zijn kortetermijngeheugencapaciteit. Bovendien controleerden onderzoekers de ingrijpende snelheid van het magnetische veld om het langetermijngeheugen in het systeem beter te identificeren.
Op basis van deze resultaten demonstreert het neuromorfe apparaat niet-lineaire respons en kortetermijngeheugen, waardoor de volledig elektrische uitlezing en het schrijven zich realiseert.
De onderzoekers hebben ook bewezen dat dit apparaat een hoge herkenningsnauwkeurigheid kan vertonen in reservoir computertaken, zoals handgeschreven cijferherkenning en classificatie van de kwantumstaat. De herkenningsnauwkeurigheid wordt effectief verbeterd door de pulssequentie door het niet -lineaire AFM -apparaat te geven.
Het team heeft zijn unieke voordelen voorgesteld en geverifieerd in multidimensionale informatieverwerking. Op basis van zijn bidirectionele ontspanningseigenschappen maakt het apparaat ternaire codering mogelijk en herkent het informatie nauwkeurig in de extra dimensie.
De studie legt de basis voor het verdere gebruik van AFM -materialen om neuromorfe computersystemen te ontwikkelen met ultrahoge snelheid en ultracompacte integratie.
Meer informatie:
Xueqiang Xiang et al, een antiferromagnetisch neuromorf geheugen op basis van loodrecht gemagnetiseerde COO, Nano letters (2024). Doi: 10.1021/acs.nanolett.4C02340
Dagboekinformatie:
Nano letters
Verstrekt door University of Science and Technology of China
