少层Bi2SeO5忆阻器

可重构神经形态器件

基于高κ介电材料Bi2SeO5的忆阻器，可通过调节限制电流在易失性与非易失性存储间按需切换，实现多种神经计算原语。

Fang, Yang · Yuwei, Xiong · Zhaofu, Chen · Shizheng, Wang · Yinan, Wang · Zhihao, Qu · Zhao, Weiwei · Li, Jiayi · Yin, Kuibo · Zhenhua, Ni · Wu, Jing · Ang, Diing Shenp · Chi, Dongzhi · Ju, Xin · Lü, Junpeng · 刘虹位

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

工作电压

{'zh': '0.5', 'en': '0.5'} V

工作电流

{'zh': '10', 'en': '10'} pA

数据保留时间

{'zh': '10', 'en': '10'} s

开关窗口

{'zh': '108', 'en': '108'}

亚阈值摆幅

{'zh': '1', 'en': '1'} mV/dec

开关速度

{'zh': '40', 'en': '40'} ns

能耗

{'zh': '1', 'en': '1'} pJ

MNIST识别准确率

{'zh': '97', 'en': '97'} %

技术优势

电压够用

工作电压仅约0.5 V，可直接集成到低功耗电路而不需要额外升压。

能耗极低

单次开关能耗约1 pJ，适合大规模并行突触操作。

按需切换模式

通过调节限制电流，可在易失性与非易失性存储之间切换，一套器件能实现多种神经计算功能。

识别精度高

基于该器件的储备池计算在MNIST识别中达到97%，接近软件基准。

应用场景

• 存储技术：非易失模式下保留时间超过103 s，适合高密度数据存储。
• 计算芯片：作为突触器件集成，可实现存算一体，消除冯·诺依曼瓶颈。
• 具身智能：低能耗和快开关支持实时感知与决策，适合边缘端智能体。
• 先进机器人：可重构的易失/非易失模式提供多时间尺度动态，适合机器人运动控制。
• 物联网与传感网：10 pA工作电流和1 pJ能耗适合电池供电的传感节点本地处理。