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ACS Appl. Mater. Interfaces：面内极化触发的WS2-铁电异质结突触器件

低维 昂维  · 公众号  ·  · 2025-01-29 00:17

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成果介绍
迄今为止，各种忆阻器已被提出作为神经形态计算的人工神经元和突触，以克服传统计算架构中所谓的冯·诺伊曼瓶颈。然而，相关的工作原理大多归因于随机分布的导电丝或陷阱，这通常导致随机性大，均匀性差。
有鉴于此，近日， 复旦大学丛春晓教授，胡来归教授和蔡依辰（共同通讯作者）等展示了2D WS 2 单层和铁电PZT薄膜的异质结，用于忆阻器和人工突触，由面内铁电极化触发 。研究发现，利用面内极化可以有效地调节WS 2 /PZT异质结构的光致发光和电导率。与传统忆阻器相比，本文忆阻器的电阻开关依赖于铁电极化对WS 2 /金属接触处肖特基势垒的动态调节。PL表征证实了WS 2 内部存在源于PZT极化的横向场。特别是，这种忆阻器可以模拟神经形态功能，包括阈值驱动的尖峰，兴奋性突触后电流，成对脉冲促进（PPF）等。结果表明，具有面内极化的WS 2 /PZT异质结是人工神经网络硬件实现的理想材料。

图文导读
图1. PZT薄膜的表征。

图2. WS 2 /PZT器件的表征。

图3. 铁电场调制的PL强度。

图4. 忆阻器件的电学表征。

图5. 基于可调肖特基势垒的忆阻器的阻性开关。

图6. WS 2 /PZT忆阻器的突触行为。

图7. 基于WS 2 /PZT突触器件的图像识别。

文献信息
In-Plane Polarization-Triggered WS 2 -Ferroelectric Heterostructured Synaptic Devices
（ ACS Appl. Mater. Interfaces , 2025, DOI:10.1021/acsami.4c12111）
文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c12111

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