醌/水/质子动态分子器件

类脑突触动态响应

通过质子/水耦合电子输运实现负微分电阻、动态迟滞与类记忆行为，可模拟神经元突触的频率依赖性抑制与易化。

Wang, Ziyan · Li, Zhiyang · Liu, Changtao · Ji, Xuan · Song, Xianneng · 玉玺 · 王乐佳 · 胡文平

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2023

技术优势

实现负微分电阻

质子/水转移较慢，导致电子输运呈非稳态，出现电流随电压升高反而下降的负微分电阻现象。

具备动态迟滞

同一电压下，电流因质子/水转移的历史路径不同而不同，形成动态迟滞回线。

模拟突触响应

施加脉冲刺激时，器件表现出频率依赖的抑制与易化，类似神经突触的可塑性。

应用场景

• 类脑计算器件：实现类突触动态响应，用于构建类脑计算系统。
• 神经形态硬件：模拟神经突触频率依赖塑形，作为神经形态硬件基础。
• 忆阻器：具备动态迟滞和记忆特性，可充当分子忆阻器。
• 动态分子电子学：利用质子/水耦合输运实现动态分子器件功能。