自旋轨道转矩畴壁器件中神经元与突触功能的模拟
介观与纳米尺度物理
2022-12-16 v1
摘要
神经形态计算（NC）架构已显示出其在高能效计算方面的适用性。在多种系统中，基于自旋轨道转矩（SOT）的畴壁（DW）器件是 NC 最具能效的竞争者之一。为实现基于自旋的 NC 架构，需要开发合成神经元和突触等计算单元。然而，关于 DW 神经元和突触的实验研究极少。本研究通过使用新颖的读取和写入策略，展示了神经元和突触的能效操作。我们利用基于 W/CoFeB 的能效 SOT 机制以低电流密度驱动 DW。我们利用蜿蜒形器件的概念来实现突触功能。通过此方法，我们在实验中实现了 9 种不同的电阻态。我们实验演示了功能性尖峰神经元和阶跃神经元。此外，与传统霍尔十字相比，我们通过集成多对结构对反常霍尔条进行设计，以提高灵敏度和信噪比（SNR）。我们进行了微磁模拟和输运测量以证明上述功能。
引用
@article{arxiv.2212.07833,
title = {Emulation of Neuron and Synaptic Functions in Spin-Orbit Torque Domain Wall Devices},
author = {Durgesh Kumar and Ramu Maddu and Hong Jing Chung and Hasibur Rahaman and Tianli Jin and Sabpreet Bhatti and Sze Ter Lim and Rachid Sbiaa and S. N. Piramanayagam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07833},
year = {2022}
}