Logic gates based on neuristors made from two-dimensional materials

XNOR门 逻辑门 电子线路 计算机科学 加法器 和或反转 逻辑族 晶体管 与非门 电子工程 材料科学 通流晶体管逻辑 数字电子学 逻辑综合 电气工程 算法 光电子学 CMOS芯片 工程类 电压
作者
Huawei Chen,Xiaoyong Xue,Chunsen Liu,Jinbei Fang,Zhen Wang,Jianlu Wang,David Wei Zhang,Weida Hu,Peng Zhou
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:4 (6): 399-404 被引量:174
标识
DOI:10.1038/s41928-021-00591-z
摘要

A single biological neuron can efficiently perform Boolean operations. Artificial neuromorphic systems, on the other hand, typically require several devices to complete a single operation. Here, we show that neuristors that exploit the intrinsic polarity of two-dimensional materials can perform logic operations in a single device. XNOR gates can be made using ambipolar tungsten diselenide (WSe2), NOR gates using p-type black phosphorus, and OR and AND gates using n-type molybdenum disulfide (MoS2) of different thicknesses. To illustrate the potential of the neuristors, we fabricate logic half-adder and parity-checker circuits using a WSe2 neuristor and a MoS2 neuristor in a two-transistor two-resistor configuration, offering an area saving of 78% compared to circuits based on MoS2 gates in a traditional design. We also propose a binary neural network that is based on a three-dimensional XNOR array, which simulations show should offer an energy efficiency of 622.35 tera-operations per second per watt and a power consumption of 7.31 mW. By using two-dimensional materials with different polarities, single neuristors can act as XNOR, NOR, OR and AND logic gates.
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
SimpleKwee完成签到,获得积分10
刚刚
zhangxuhns完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
晨丶完成签到,获得积分10
4秒前
甘sir完成签到 ,获得积分0
6秒前
JUAN完成签到,获得积分10
8秒前
杨永佳666完成签到 ,获得积分10
10秒前
虚拟的画板完成签到 ,获得积分10
12秒前
14秒前
闵不悔完成签到,获得积分10
14秒前
17秒前
清秀涵易发布了新的文献求助10
19秒前
机灵紫伊完成签到,获得积分10
20秒前
谢陈完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
TianFuAI完成签到,获得积分10
26秒前
HaoHao04完成签到 ,获得积分10
28秒前
魔幻友菱完成签到 ,获得积分10
29秒前
Wucaihong完成签到 ,获得积分10
30秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
31秒前
SciGPT应助欣喜的香彤采纳,获得10
31秒前
孟祥合完成签到,获得积分10
32秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得200
32秒前
32秒前
小花生完成签到 ,获得积分10
32秒前
oxygen253完成签到,获得积分10
34秒前
38秒前
清秀涵易完成签到,获得积分10
39秒前
老迟到的小松鼠完成签到,获得积分0
40秒前
小宇完成签到,获得积分10
45秒前
48秒前
55秒前
ss关闭了ss文献求助
58秒前
松松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
草莓熊1215完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aa完成签到,获得积分10
1分钟前
alixy完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
姜丝罐罐n完成签到 ,获得积分10
1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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258624
关于积分的说明 17591662
捐赠科研通 5504521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901561
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137