基于二维碳化钛 MXene 的高速离子突触存储器
应用物理
2021-04-27 v4 材料科学
摘要
具有线性高速开关的突触器件可加速硬件中实现的人工神经网络（ANNs）的学习。然而，传统阻变存储器存在高写入噪声和非对称电导调节问题，阻碍了 ANN 阵列的并行编程，而这是超越传统计算效率所必需的。电化学随机存取存储器（ECRAMs）通过离子插入氧化还原活性沟道实现阻变开关，因其线性开关和低噪声而应对这些挑战。使用二维（2D）材料和金属氧化物的 ECRAMs 受限于缓慢的离子动力学，而有机 ECRAMs 可实现高速操作，但由于聚合物的温度稳定性差，在片上集成方面面临重大挑战。在此，我们展示了使用 2D 碳化钛（Ti3C2Tx）MXene 的 ECRAMs，其在单一高性能器件中结合了有机物的高速和无机材料的集成兼容性。我们的 ECRAMs 结合了并行加速 ANNs 所需的速度、线性度、写入噪声、开关能量和耐久性等指标，并且重要的是，它们在用于与 Si 电子器件后端集成所需的热处理后保持稳定。这些 ECRAMs 的高速和性能使 MXenes（一类大型 2D 碳化物和氮化物家族，迄今已合成超过 30 种组分）成为在电化学与电子学交汇处工作的极具前景的候选器件。
引用
@article{arxiv.2104.05396,
title = {High-speed ionic synaptic memory based on two-dimensional titanium carbide MXene},
author = {Armantas Melianas and Min-A Kang and Armin VahidMohammadi and Weiqian Tian and Yury Gogotsi and Alberto Salleo and Mahiar Max Hamedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05396},
year = {2021}
}
备注
Fig. 4 now shows film stability up to 400C (replacing earlier 300C data). Section headings were also added to the main text