利用二维材料设计制备神经电阻器件，实现逻辑运算

　　人类的大脑是一个高效的计算系统，单个人类神经元就能够执行布尔运算，包括非线性异或（XOR）运算等。然而，要模拟这种人工神经形态系统，通常需要几个设备来完成一个布尔运算操作。尤其是在执行布尔操作时，需求四个具有四重操作步骤（或是三个三阶元素复杂度）的存储设备，同时需要在不同设备之间重复交换数据，相比人类神经元，系统的复杂度和能耗大大提高。

　　近日，复旦大学周鹏、中科院上海技术物理研究所胡伟达等人合作，利用二维材料的本征极性设计制备了神经电阻器件，在单个设备中实现了逻辑运算，大大优化了设备复杂度，极大的降低了系统计算能耗，凸显了二维材料在人工神经形态计算系统中的应用前景。该研究以“Logic gates based on neuristors made from two-dimensional materials”为题发表在最新一期的《Nature Electronics》上。

　　文章亮点：

　　1、单个设备的逻辑运算操作与二维材料的极性相关。双极性二硒化钨(WSe₂)可实现XNOR操作， p型的黑磷可实现NOR操作，而不同厚度的n型二硫化钼(MoS₂)则可以实现OR和AND操作。

　　2、研究人员基于WSe₂神经电阻器和MoS₂神经电阻器构筑了双晶体管双电阻（2T2R）结构的逻辑半加法器和奇偶校验电路，与传统设计中基于MoS₂晶体管的电路相比，可以节省78%的面积。

　　3、提出了一种基于三维XNOR阵列的二元神经网络，仿真表明该网络能够实现622.35 TOPS W^-1（万亿次每瓦特）的能源效率，功耗仅为7.3 mW。