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復(fù)旦大學(xué)陳琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)《Nat. Commun.》：在低功耗柔性電子領(lǐng)域取得突破

2022-12-08 來(lái)源：高分子科技

關(guān)鍵詞：低功耗神經(jīng)形態(tài)電子織物憶阻器件柔性可穿戴

隨著傳統(tǒng)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路尺寸正在接近物理極限，新型的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算芯片逐漸發(fā)展成為一種潛在的低功耗和高效率的解決方案。具有顯示、傳感、能量采集和能量存儲(chǔ)功能的電子紡織品作為新一代可穿戴電子產(chǎn)品，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。將神經(jīng)形態(tài)計(jì)算憶阻器無(wú)縫集成到電子紡織品中，對(duì)于有效存儲(chǔ)和處理來(lái)自功能電子元件的信號(hào)至關(guān)重要。受此啟發(fā)，作者在神經(jīng)形態(tài)織物電子領(lǐng)域開展了突破性研究，相關(guān)論文《超低功耗可重構(gòu)織物憶阻網(wǎng)絡(luò)》12月2日在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》。

近日，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院陳琳教授團(tuán)隊(duì)成功在低功耗神經(jīng)形態(tài)電子織物領(lǐng)域獲得原創(chuàng)性成果，工作進(jìn)展以Reconfigurable neuromorphic memristor network for ultralow-power smart textile electronics為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Nature Communications。復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授陳琳、高分子科學(xué)系副研究員陳培寧為共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院王天宇、孟佳琳和高分子科學(xué)系周旭峰為共同第一作者。

本工作提出了一種同時(shí)具有人工突觸和神經(jīng)元功能的可重構(gòu)神經(jīng)形態(tài)織物憶阻器件網(wǎng)絡(luò)，可以在同一單元實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸可塑性和神經(jīng)元發(fā)放功能，在降低神經(jīng)元電路的復(fù)雜性方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去的兩年中，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一系列低功耗神經(jīng)形態(tài)電子器件（Nano Letters. 2020, 20(6), 4111- 4120； Advanced Science. 2020, 7, 1903480.；Materials Horizons, 2021, 8(2): 538-546.；Nano Energy, 2021, 83: 105815.），并且在感知集成的多功能神經(jīng)形態(tài)器件方面獲得多項(xiàng)原創(chuàng)性研究成果（Nano Letters, 2021, 22(1): 81-89.； Nano Energy, 2021, 89: 106291.）。

在這項(xiàng)工作中，織物型神經(jīng)元憶阻器件展現(xiàn)出迄今為止所報(bào)道的最低的神經(jīng)元功耗，發(fā)放過(guò)程中的功耗低至1.9 fJ/尖峰，在降低神經(jīng)形態(tài)硬件系統(tǒng)的能耗方面具有極大的應(yīng)用前景。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合可重構(gòu)的突觸、神經(jīng)元和加熱織物電阻，成功構(gòu)建了神經(jīng)形態(tài)織物系統(tǒng)，用于智能織物應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)下一代神經(jīng)形態(tài)可穿戴電子提供了獨(dú)特的功能重構(gòu)途徑。