SCMs|具有大电导动态范围和多级电导态的铁电Hf0.5Zr0.5O2栅控突触晶体管

得益于铁电材料的非易失性和快速擦写，铁电突触晶体管（FST）在神经形态计算应用中很有前景。然而，在低能耗下同时实现大电导动态范围（G_max/G_min）和多级有效电导态仍是一个挑战。

近日，华南师范大学陆旭兵教授和陶瑞强副教授等人在Science China Materials发表研究论文，首次提出了由铁电Hf_0.5Zr_0.5O₂（HZO）栅介质结合溶液处理的氧化铟（In₂O₃）突触晶体管以解决上述问题。

本文要点：

1) 通过精细调控的铁电相以及对铁电体和铁电/半导体界面的电荷注入良好抑制，实现了优异的突触特性。

2) 在每个尖峰事件490 fJ的低能耗下，该FST成功模拟了高达101个有效电导状态的长时程增强/抑制（LTP/D），且具有大电导动态范围（G_max/G_min = 32.2）和优异耐久性（>1000个循环）。

3) 模拟还实现了96.5%的手写数字识别准确率，是现有报道的FST的最高记录。

这项工作为开发低成本、高性能和节能的铁电突触晶体管提供了一条新途径。

文章信息

Luo C., Zhang Y., Shuai W., et al. Ferroelectric Hf_0.5Zr_0.5O₂-gated synaptic transistors with large conductance dynamic range and multilevel states. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2359-6

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