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!

Piezo-strain induced nonvolatile control of magnetic skyrmion nonlinear dynamics for artificial synapse device applications

空中骑兵 非线性系统 动力学(音乐) 材料科学 突触 拉伤 光电子学 纳米技术 物理 凝聚态物理 声学 神经科学 生物 量子力学 解剖
作者
Jiawei Wang,Xin Wang,Yiting Li,Guoliang Yu,Yang Qiu,Yan Li,Mingmin Zhu,Hao-Miao Zhou
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (8) 被引量:3
标识
DOI:10.1063/5.0250044
摘要

High-performance artificial synaptic devices that emulate the functions of biological synapses are crucial for advancing energy-efficient brain-inspired computing systems. Current studies predominantly focus on memristive devices, which achieve synaptic functions through nonvolatile electric current-assisted carrier modulation. However, these methods often suffer from excessive energy consumption. Here, a type of low-energy-consumption artificial synapse based on strain-mediated electric-field control of magnetic skyrmion's radius is demonstrated, where the energy consumption is 10 fJ per state and the non-volatility is achieved by local ferroelectric domain switching under bipolar electric fields. The proposed skyrmion-based synaptic device can replicate essential synaptic behaviors, including long-term potentiation (LTP), long-term depression (LTD), paired-pulse facilitation, paired-pulse depression, and spiking-time-dependent plasticity, aligning it closely with the biological synaptic system. The synaptic weight change and non-linearity of the artificial synapse are emulated by modulating the magnetic skyrmion's radius through precisely engineering the applied electric-field pulses. Simulation using the Modified National Institute of Standards and Technology database reveals that the pattern recognition rate decreases exponentially with increasing LTP/LTD non-linearity, quantifying the effect of the LTP/LTD non-linearity on the pattern recognition rate. This work underscores the potential of strain-mediated electric-field control of single skyrmion's radius as a groundbreaking approach for developing high density and low-energy consumption artificial synaptic devices.
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
濯枝雨完成签到 ,获得积分10
22秒前
大医仁心完成签到 ,获得积分10
22秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
渡人舟应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
30秒前
32秒前
无限寒珊完成签到,获得积分10
36秒前
张张完成签到 ,获得积分10
36秒前
鱼皮豆发布了新的文献求助10
36秒前
blenx发布了新的文献求助10
36秒前
molihuakai应助鱼皮豆采纳,获得10
44秒前
平淡的友儿完成签到 ,获得积分10
46秒前
科研通AI6.2应助研友_惊鸿采纳,获得10
49秒前
57秒前
研友_惊鸿发布了新的文献求助10
1分钟前
清脆雅柔完成签到,获得积分10
1分钟前
帅气的魔镜完成签到,获得积分10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
aajhajkahna应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
aajhajkahna应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
辛勤尔珍完成签到,获得积分10
2分钟前
爱撒娇的芷巧完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.2应助YYY采纳,获得10
3分钟前
贪玩千儿完成签到,获得积分10
3分钟前
美丽妙彤完成签到,获得积分10
4分钟前
刻苦寻双完成签到,获得积分10
4分钟前
英勇问晴完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
YYY发布了新的文献求助10
5分钟前
YYY完成签到,获得积分10
5分钟前
Orange应助又声采纳,获得10
5分钟前
多情的涔完成签到,获得积分10
6分钟前
渡人舟应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得30
6分钟前
饱满飞绿完成签到,获得积分10
6分钟前
单纯的天抒完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
精明悟空完成签到,获得积分10
6分钟前
细腻梦凡完成签到,获得积分10
7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
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
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 7687852
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9250631
关于积分的说明 19963904
捐赠科研通 7260768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289923
关于科研通互助平台的介绍 2446842
邀请新用户注册赠送积分活动 2294636