韩国材料科学研究所开发下一代神经形态半导体核心材料

韩国研究人员在国内首次成功开发出下一代神经形态（神经网络模拟）半导体的核心材料。

这种新概念的记忆晶体管使用了厚度为几纳米的二维纳米材料。Memtransistor是存储器和晶体管的复合词。通过1000多次电刺激可重复模拟神经突触的电可塑性，研究人员成功获得了约94.2%的高模式识别率。

广泛用作半导体材料的钼硫 (MoS2) 的工作原理是单晶中的缺陷会被外部电场移动，因此很难精确控制缺陷的浓度或形状。为解决该问题，研究团队依次堆叠氧化铌（Nb2O5）和钼硫材料的氧化层，并通过外部电场成功开发出具有高电气可靠性的记忆晶体管结构的人工突触装置。此外，他们还证明可以通过改变铌氧化层的厚度来自由控制电阻切换特性，并且可以以 10 PJ（皮焦耳）的极低能量处理与记忆和遗忘相关的大脑信息。

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使用高可靠性、新概念的基于记忆晶体管结构的 AI 半导体可以大大降低电路密度和驱动能量。未来有望应用于低功耗边缘计算和可穿戴人工智能系统。

这项研究得到了韩国科学和信息通信技术部的资助，并得到了 KIMS 基础研究计划的支持。并作为封面论文发表在世界知名学术期刊Advanced Functional Materials (IF=18.808) 10月1日刊上。