美大学研制出可模拟神经元的忆阻器-晶体管混合器件

据TOP500官网报道，美国西北大学一研究小组开发出一款名为“MemTransistor”的新型设备，集成了忆阻器和晶体管两者的特性，同时也支持多个终端，其工作原理类似于生物神经元，将存储器和处理功能结合在一个结构中，可成为先进的神经形态计算机的基本电路元件。

来自西北大学麦考密克工程学院负责该研究团队的马克·何萨姆（Mark Hersam）教授说：“计算机有单独的处理和记忆存储单元，而大脑使用神经元来执行这两种功能。与数字计算机相比，神经网络可以实现复杂的计算，并且能耗显着降低。”

MemTransistor由二硫化钼（MoS2）制成，这些二硫化钼放置在二维薄片中并形成“晶粒”（薄片内允许控制电阻的有序区域）。由于MoS2是原子级薄的，容易受到施加电场的影响，该属性使研究人员能够制造一个晶体管。忆阻器特性源于材料中缺陷的相对可移动，特别是晶粒边界存在的情况下。

MemTransistor的开发始于2015年，当时研究人员创建了三端忆阻器，这本身就是对传统忆阻器双端设计的改进。额外终端的存在为忆阻器应用于更复杂的电子电路和系统（如神经形态计算）铺平了道路。在最新的设计中，西北大学研究人员能够将二硫化钼放在连续薄膜中，从而能够在晶圆上创建许多器件。然后，他们增加了额外的电触点，产生了一个七终端设备，其中一个终端控制其他六个终端的电流。何萨姆教授强调了多重连接的力量，并将比作神经元中的多个突触。神经元可以有成千上万的类似连接，现有的多个连接为创建类似神经网络提供了基础。