神经形态技术突破!青岛大学在类脑神经器件领域取得重要成果

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近日,青岛大学电子信息(微纳技术)学院单福凯教授课题组在神经特性电子器件领域取得重要进展,该课题组利用电纺ZnSnO纳米线作为沟道材料,成功研制出低功耗纳米线突触晶体管。

利用单个电子器件模拟神经特性功能是当前研究领域的一大热点。传统计算系统受限于冯诺依曼瓶颈的制约,在高速传输且大规模正确处理错综复杂信号时具有明显的劣势。人脑是另另4个具有800亿个神经元和800万亿个神经突触厚度互联,且大规模并行的错综复杂网络,许多特性使得它具有比传统计算机具有更强健、更可塑、更容错的记忆和学习功能。单福凯教授课题组将离子积累/弛豫过程和经典场效应晶体管特性相结合,成功制备了基于离子-电子耦合的金属氧化物纳米线突触晶体管。该器件成功模拟了双脉冲易化、高通滤波、脉冲时间依赖突触可塑性等生物突触行为。器件具有极低的功耗,单个突触事件的能量消耗也能0.44 pJ,低于绝大累积三端突触器件。这项成果为制备纳米线突触器件提供了新的思路。

上述最新研究结果以“Electrospun ZnSnOnanofibers for neuromorphic transistors with ultralow energy consumption”为题发表在国际微电子器件领域的顶级期刊《IEEE Electron

Device Letters》上,青岛大学为第一通信单位,研究生朱一新为第一作者,单福凯教授为通信作者。

关于神经特性技术

神经特性技术将是高性能计算的下另另4个发展阶段,它也能大幅提升数据正确处理能力和机器学习能力。IBM公司2014年8月所宣告的百万神经元级别的TrueNorth芯片,在执行许多任务时,其能效可达传统中央正确处理器的数百倍,首次与人脑的大脑表层有了可比之处。