VO2 Mott 振荡器的尺寸缩放、动力学与电热分岔
材料科学
2020-12-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
传统电子器件众所周知在尺寸缩减至纳米尺度时速度与能效提升。然而，对于非线性动力学电路元件（如用于类脑计算的 Mott 神经元样尖峰振荡器），这种缩放行为仍不明确。本文表明，将微米级 VO2 振荡器缩小至亚 100 nm 有效尺寸（通过在金属性碳纳米管（CNT）电极上切割纳米间隙实现）并不能保证更快的尖峰。然而，来自 CNT 的焦耳热等额外热源，结合小尺寸与热容（由被 CNT 触发绝缘体–金属相变的窄体积 VO2 定义），可因非线性动力学中的电热分岔使尖峰频率提升约 1000 倍。这些结果表明，非线性动力学开关在复杂相空间中运作，可通过精细的电热设计加以控制，为设计未来仿生电子器件提供了新的调节参数。
引用
@article{arxiv.2012.07943,
title = {Size scaling, dynamics, and electro-thermal bifurcation of VO2 Mott oscillators},
author = {Stephanie M. Bohaichuk and Suhas Kumar and Miguel Muñoz Rojo and R. Stanley Williams and Mahnaz Islam and Gregory Pitner and Jaewoo Jeong and Mahesh G. Samant and Stuart S. P. Parkin and Eric Pop},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07943},
year = {2020}
}