Energy Efficient Hybrid Reservoir Computing Using Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 Ferroelectric Thin‐Film Transistors with an Integrated Optically and Electrically Synaptic Functions

神经形态工程学 材料科学 光电子学 铁电性 MNIST数据库 可扩展性 非易失性存储器 晶体管 油藏计算 计算机科学 电气工程 人工神经网络 电压 工程类 人工智能 循环神经网络 电介质 数据库
作者
Seung Jun Lee,Gaoyun An,Doohyung Kim,Hyeonho Lee,Sungjun Kim,Tae‐Hyeon Kim
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (32): e2501276-e2501276 被引量:2
标识
DOI:10.1002/smll.202501276
摘要

Abstract This study introduces an ultralow power hybrid reservoir computing (HRC) system employing an indium gallium zinc oxide (IGZO)/Hf 0.5 Zr 0.5 O 2 (HZO)‐based ferroelectric thin‐film transistor (FeTFT) for neuromorphic applications. The proposed FeTFT system integrates volatile and nonvolatile functionalities, respectively driven by optical and electrical stimuli, to emulate short‐term and long‐term synaptic behaviors. Leveraging persistent photoconductivity in the IGZO channel under optical excitation, the FeTFT exhibits dynamic reservoir characteristics, while HZO‐induced ferroelectric polarization enables robust long‐term memory for the readout layer. Experimental results demonstrate enhanced energy efficiency with a power consumption of ≈22 pW per device and distinct separation of 4‐ and 5‐bit reservoir states. This system achieves competitive accuracies of 90.48% and 88.23% for Modified National Institute of Standards and Technology (MNIST) and fashion MNIST datasets, respectively, surpassing state‐of‐the‐art hardware‐based implementations. By consolidating reservoir and readout layers within a single device, this study advances the scalability and feasibility of next‐generation neuromorphic computing systems. Furthermore, the implementation of HRC leveraging optical and electrical pulses presents promising prospects for applications involving visual neuron functionalities.
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
刚刚
JamesPei的应助被lnx采纳,获得10
刚刚
shiya完成签到,获得积分10
1秒前
章鱼发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Moo5_zzZ发布了新的文献求助50
2秒前
acer08完成签到,获得积分10
2秒前
HS发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
灯灯发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
彭日晓完成签到,获得积分10
4秒前
SciGPT的应助被rd采纳,获得10
5秒前
njr完成签到,获得积分10
5秒前
吃不得红豆完成签到,获得积分10
5秒前
北忆完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
Alaska完成签到,获得积分10
7秒前
Pursue完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
斯文的慕蕊完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
Sqw完成签到,获得积分10
8秒前
章鱼发布了新的文献求助10
9秒前
Yuan完成签到 ,获得积分10
9秒前
领导范儿的应助被sun采纳,获得10
9秒前
10秒前
lemon完成签到,获得积分10
10秒前
HH完成签到,获得积分10
10秒前
123发布了新的文献求助10
10秒前
璃桦完成签到 ,获得积分10
10秒前
科目三的应助被草珊瑚采纳,获得10
11秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
李健的应助被灯灯采纳,获得10
11秒前
CipherSage的应助被bam采纳,获得10
11秒前
only完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
Stell & Maran's Head and Neck Surgery and Oncology 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8029382
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9469366
关于积分的说明 21236967
捐赠科研通 7599547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3388333
关于科研通互助平台的介绍 2520667
邀请新用户注册赠送积分活动 2424897