【学术会议】江苏省物理学会春季学术会议2019 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所曾中明研究员

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图 | 曾中明

图 | 蔡佳林

题   目：面向脑启发人工智能芯片应用的自旋电子器件研究

报告人：曾中明   蔡佳林（代讲）

单   位：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

时   间：2019-05-11

地   点：扬州大学

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报告摘要

自旋电子器件具有集成度高、功耗低、丰富的非线性动力学特性等优点，被认为极有潜力构建高效率、低功耗的脑启发人工智能芯片。我们围绕磁性隧道结开展了面向脑启发人工智能芯片的应用研究，主要探索其在突触和神经元特性模拟的可能性，相关研究工作概述如下：（1）研究了磁畴壁运动在突触特性模拟方面的应用。通过实验与理论研究了自由层结构不同的磁性隧道结中，磁畴壁运动对器件的磁电输运特性的影响。在此基础上设计并制备出一种自由层为宽度阶梯变化条带结构的具有6个电阻状态的自旋突触器件，并利用磁场和电流驱动器件在不同电阻状态间变化。这种多阻态变化特性有望用于多态存储以及神经突触特性模拟。（2）研究了磁性隧道结磁矩随机翻转特性在神经元特性模拟的方面的应用。首次提出利用具有垂直磁各向异性的磁性隧道结器件构建自旋神经元，制备了低功耗自旋神经元器件（<1nW），并搭建自旋神经网络实现识别率达到95%的手写数字图片识别。（3）研究了自旋矩二极管在稀疏神经元特性模拟方面的应用。通过研究自旋矩二极管效应对神经网络识别性能以及稀疏性的影响，搭建了稀疏性为62%、识别率达92.7%的稀疏自旋神经网络。

个人简介

曾中明，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员，兼任葡萄牙、新西兰科学项目外籍评审专家等职务。中国科学院物理研究所理学博士。在微波器和存储器方面取得了一系列国际上有影响的研究成果：开发出一种新型纳米微波振荡器；研制出一种超高灵敏微波探测器；作为项目骨干参与美国DARPA重大项目--第3代磁性存储器的研制，得到了DARPA的高度评价；提出一种研究自旋散射效应的新方法等。研究成果被Nature Research Highlights等进行了专栏介绍。在多家国际著名期刊上发表SCI论文70篇，共被他引1000余次。获中国发明专利10项、美国和日本专利各1项。研究成果曾获2013年度北京市科学技术奖一等奖，入选江苏省“双创计划”。研究方向：长期从事纳米电子学和自旋电子学研究，在微纳加工方面有丰富的工作经验。

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