亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Brain-inspired neuromorphic electronics of 2D materials: synapses to hardware systems

神经形态工程学 化学 数码产品 计算机硬件 分子电子学 记忆电阻器 柔性电子器件 嵌入式系统 纳米技术 集成电路
作者
Ehsan Elahi,Muhammad Farooq Khan,Muhammad Asim,M.S. Al-Assiri,Jamal Aziz,Muhammad Jamil,Zdeněk Sofer
出处
期刊:Coordination Chemistry Reviews [Elsevier BV]
卷期号:567: 218310-218310
标识
DOI:10.1016/j.ccr.2026.218310
摘要

The rapid growth of data-intensive AI workloads has highlighted the energy and latency limits of the von-Neumann architecture, in which the physical separation of memory and processing drives the so-called memory wall. Brain-inspired neuromorphic electronics addresses this bottleneck by co-locating storage and computation in artificial synapses whose conductance encodes the synaptic weight. Two-dimensional (2D) materials, including transition metal dichalcogenides (TMDCs), graphene, hexagonal boron nitride (h-BN), van der Waals (vdW) ferroelectrics, and layered chalcogen phosphates are widely explored as platforms for such synapses because of their atomic thickness, clean vdW interfaces, tunable defect/polarization landscapes, and compatibility with low-temperature hetero-integration. This review systematically explores the field along a single thread from synapses to hardware systems. We first summarize the neuromorphic computing paradigm and the neural network architectures (ANN, DNN, CNN, SNN) that have established the device-level requirements. We then discuss the key switching mechanisms in 2D synapses, including ion migration, charge trapping, ferroelectric polarization, phase/Mott transitions, and coupled photo-ionic/photo-ferroelectric effects and benchmark device performance against energy per event, ON/OFF ratio, endurance, retention, analog linearity, and variability. Particular attention is given to TMDC-based and TMDC-heterostructure synapses, which dominate recent demonstrations. Engineering strategies (wafer-scale growth, BEOL compatibility, reliability, sustainability) and the remaining challenges (variability, endurance, large-area uniformity, benchmarking beyond MNIST) are critically evaluated. We conclude with perspectives on adaptive robotics, secure on-device learning, and biohybrid interfaces, and outline a roadmap toward brain-scale, AI-grade 2D neuromorphic chips.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
欢呼的访文完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
10秒前
绵绵棉完成签到 ,获得积分10
26秒前
yuyu完成签到,获得积分10
49秒前
一只熊发布了新的文献求助10
50秒前
1分钟前
sasasi发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
十九发布了新的文献求助10
1分钟前
心灵美的觅夏完成签到,获得积分10
1分钟前
sasasi完成签到,获得积分20
2分钟前
十九完成签到,获得积分10
2分钟前
LL完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
GingerF应助nian采纳,获得50
2分钟前
一只熊发布了新的文献求助10
2分钟前
rljsrljs完成签到 ,获得积分10
2分钟前
从今天开始温柔完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
悦耳的白云完成签到,获得积分10
3分钟前
zumri发布了新的文献求助10
3分钟前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
3分钟前
4分钟前
温柔涵山发布了新的文献求助10
4分钟前
传奇3应助Nina采纳,获得10
4分钟前
多情的棒棒糖完成签到,获得积分10
4分钟前
温柔涵山完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
moodlunatic发布了新的文献求助10
5分钟前
852应助moodlunatic采纳,获得10
6分钟前
顺利的雅旋完成签到,获得积分10
6分钟前
nkuwangkai完成签到,获得积分10
7分钟前
科目三应助zumri采纳,获得10
7分钟前
开心饼干完成签到,获得积分10
7分钟前
bkagyin应助粗心的菀采纳,获得10
8分钟前
8分钟前
Ren完成签到,获得积分10
8分钟前
粗心的菀发布了新的文献求助10
8分钟前
8分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
从技术问题到科学问题:国家自然科学基金申请书写作指南 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7700224
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9259512
关于积分的说明 20019249
捐赠科研通 7275712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293708
关于科研通互助平台的介绍 2449226
邀请新用户注册赠送积分活动 2300159