可以高效處理信息的電子組件對于大多數(shù)現(xiàn)代設(shè)備和計算工具的開發(fā)至關(guān)重要?？芍匦屡渲玫碾娮釉O(shè)備，可以更改配置以最佳利用可用硬件資源的靈活系統(tǒng)是提高處理效率的可能解決方案。

南京大學(xué)和日本國立材料科學(xué)研究所的研究人員最近設(shè)計了具有先進的形狀變形和信息處理能力的新型可重構(gòu)電路。這些邏輯和神經(jīng)形態(tài)電路由《自然電子》上發(fā)表的一篇論文介紹，是使用2-D二硒化鎢(一種通常用于電子技術(shù)開發(fā)的無機化合物)制造的。

“目前主流的可重配置電路(例如現(xiàn)場可編程門陣列，F(xiàn)PGA)基于傳統(tǒng)的硅電路，使用具有'固定'電氣特性的P型或N型場效應(yīng)晶體管，”研究，告訴TechXplore。“例如，PN結(jié)始終是反向偏置的，改變漏極極性不會增加新的開關(guān)功能。因此，這些可重配置電路需要使用大量的晶體管資源來構(gòu)建復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，并最終實現(xiàn)可重配置的計算能力。電路級。”

南京大學(xué)的馮M和他的同事們已經(jīng)開發(fā)基于二維材料的電子產(chǎn)品已有八年多了。他們已經(jīng)創(chuàng)建了利用這些材料獨特特性的各種原型設(shè)備。在他們最近的研究中，他們決定使用2-D二硒化鎢，因為該化合物具有雙極性傳輸行為，這在常規(guī)硅技術(shù)中是無法觀察到的。

“為為二維可重配置電子做出貢獻，我們設(shè)計了一種特殊的同質(zhì)結(jié)(ETH)器件結(jié)構(gòu)，并意識到可以通過漏極極性控制以及柵極和漏極電壓的不同輸入組合來重新配置此類器件的工作模式。” -同一小組的另一位研究員梁俊(Jun Liang)主持了這項研究，他對TechXplore說。

由Liang，Miao及其同事開發(fā)的新型ETH設(shè)備可作為門可調(diào)的PN結(jié)工作，具有四種不同的工作模式：NN，PP(始終為開狀態(tài))和PN，NP(開-關(guān)切換)模式。研究人員添加了一個稱為漏極極性的電子功能作為進一步的控制端子，這是他們在以前的工作中從未嘗試過的。該器件的四種工作模式及其可控的漏極極性使其與其他可重配置的邏輯器件和易失性神經(jīng)形態(tài)器件(基于類似于常規(guī)硅技術(shù)的原理)區(qū)別開來。

梁博士說：“我們提出了一種基于門可調(diào)PN結(jié)的新穎技術(shù)(稱為ETH技術(shù))，該PN結(jié)是其他設(shè)備無法訪問的。” “ ETH技術(shù)使我們能夠大大減少基于常規(guī)硅技術(shù)的復(fù)雜電路設(shè)計，并顯示了在人工智能領(lǐng)域中的有希望的應(yīng)用，在這些領(lǐng)域中，需要超高集成度和超低功耗。”

到目前為止，梁，苗和他們的同事們只是為他們的可重構(gòu)神經(jīng)形態(tài)電路開發(fā)了概念證明。他們在一系列初步評估中收集的結(jié)果表明，它們的電路可能具有廣泛的應(yīng)用。例如，它們可以用于制造可重新配置的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備可以執(zhí)行復(fù)雜的計算，例如由機器學(xué)習(xí)算法執(zhí)行的計算。

苗說：“將這種有前途的技術(shù)推廣到實際應(yīng)用中還有很長的路要走。” “例如，我們首先必須克服WSe 2大面積合成的挑戰(zhàn)，然后通過優(yōu)化制造工藝來提高均勻性，所有這些將在我們的進一步研究中進行，以期融合ETH技術(shù)。應(yīng)用于未來的邏輯應(yīng)用程序或神經(jīng)形態(tài)計算應(yīng)用程序，我們最近在神經(jīng)形態(tài)車輛中實現(xiàn)了其中的一個例子。 ”