二维电荷陷阱晶体管

单器件多模式运行

基于介质工程二维半导体晶体管，在同一器件中实现非易失存储、可变阈值逻辑开关和人工突触三种运行模式。

Dongxin, Tan · 罗拯东 · Yang, Qiyu · Fei, Xiao · 甘雪涛 · Zhang, Dawei · 储著飞 · 雪飞 · Zhang, Junpeng · 夏银水 · Liu, Yan · 74227950 · 韩根全

Advanced Functional Materials 2025

技术优势

一个顶三个

通过电荷俘获和电压调制，同一器件可在非易失存储、阈值可变逻辑、人工突触三种模式间切换，无需不同电路单元。

工艺兼容CMOS

器件采用类似MOSFET的简化结构，可直接利用现有半导体制造流程，降低集成门槛。

存算一体更紧凑

多个二维电荷陷阱晶体管单片集成，结合时序可重构操作，实现高性能逻辑反相器和非易失性三态内容寻址存储器，架构更紧凑。

应用场景

• 存内计算：用同一器件实现存储和逻辑，减少数据搬运，提升存内计算能效。
• 神经形态计算：人工突触模式可直接构建神经网络硬件，支持卷积神经网络仿真。
• 低功耗逻辑器件：阈值电压可变使逻辑开关按需调整工作点，降低静态功耗。
• 二维材料电子器件：介质工程充分发挥二维半导体优势，实现超薄可重构器件。