基于超高压钙钛矿纳米线阵列忆阻器的多层感知器

《Nature Communications》：Ultra-high density perovskite nanowire array memristor-based multi-layer perceptron

　　

摘要

被动式忆阻器交叉阵列为神经形态计算提供了一个高密度、低功耗的平台。尽管钙钛矿忆阻器相比传统氧化物具有电化学金属化与价态变化机制之间的可重构性等优势，但它们在均匀性、变异性以及丝状结构稳定性方面存在问题，这些因素阻碍了其大规模集成。本研究通过三维钙钛矿纳米线阵列架构克服了这些限制，在该架构中，精确设计的氧化铟锡（ITO）势垒在维持可控的模拟导电调制中起到了关键作用。所制备的忆阻器展示了139种不重叠的欧姆导电状态（处于最佳模拟范围10–100 μS内），具有较长的保持时间（>10?秒）、超过4×10?次的循环耐久性、0.3的非线性系数，以及极低的变异性（器件间<5%，循环间<1.5%）。这些忆阻器进一步被集成到64×64的交叉阵列中，并用于开发用于分析斑马鱼头部和颌部运动的全集成多层感知器，从而为基于钙钛矿的神经形态硬件建立了一条可扩展的实现路径。