The Ge2Sb2Te5 based all optical memory device belongs to the field of picosecond laser applications. The invention is based on multi pulse action and STDP neural memory theory. The amorphous Ge2Sb2Te5 is coupled to the optical waveguide. Ge2Sb2Te5 is attached to the optical waveguide by magnetron sputtering. The coupling region is a bionic synaptic gap. The device can realize the reading, memory and erasing process of the device through all optical signals. Moreover, the refractive index of crystalline Ge2Sb2Te5 is higher than that of amorphous Ge2Sb2Te5, which makes it easier for the material to deflect in the direction of Ge2Sb2Te5 than that of amorphous light after crystallization. This is helpful for the information retention in the memory region, and makes the device continuously strengthen the recording in use.
【技术实现步骤摘要】
基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件
本专利技术涉及一种基于相变材料Ge2Sb2Te5的仿生记忆器件，采用皮秒激光作为能量和信号发生源，属于皮秒激光应用
技术介绍
在计算机科学领域，计算机广泛使用诺依曼结构。即输入信息由CPU编码，存到存储器的确定位置上，使用该数据时再从存储器中提取信息，这导致信息频繁往返于CPU和存储器。由于存储器与CPU之间带宽的限制，CPU的运算速度远大于信息往返于存储器和CPU之间线路的速度，导致实际运算速度的下降和功耗的提升，这称为诺依曼瓶颈。在进行需要大量存储信息的简单运算时(如图像识别等)，运算速度和功耗都受到诺依曼瓶颈的限制。因此设计一种突破诺依曼瓶颈的，处理器与存储器与一体的计算机结构，对未来计算机的发展十分重要。突破诺依曼瓶颈的方案其实就在眼前，人脑就是一种处理器与存储器与一体的结构。人脑具有千亿个平行运算单元，可以完成非平行的信息处理。大脑的工作频率大约为10Hz，能量密度为每平方厘米10毫瓦。对比现在的计算机，工作频率为几GHz，能量密度可达100瓦每平方厘米。研究和对人脑的仿生一直是神经学家和计算机学家研...
【技术保护点】
1.基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件，其特征在于，将Ge2Sb2Te5和光波导进行耦合，Ge2Sb2Te5通过磁控溅射的方式附着于光波导中间一段的表面上形成耦合区，光波导左右两端通过光栅与光子光路耦合。
【技术特征摘要】
1.基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件，其特征在于，将Ge2Sb2Te5和光波导进行耦合，Ge2Sb2Te5通过磁控溅射的方式附着于光波导中间一段的表面上形成耦合区，光波导左右两端通过光栅与光子光路耦合。2.按照权利要求1所述的基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件，其特征在于，光波导为棒状结构，光栅位于棒状结构轴向的两端。Ge2Sb2Te5附着于光波导中间一段的表面上形成封闭环状结构。3.按照权利要求1所述的基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件，其特征在于，光波导为石英光波导，折射率为1.445至1.446.4.权利要求1-3任一项所述的基于Ge2Sb2Te5的仿神经全光记忆器件的工作布置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使一系列脉冲能量低于Ge2Sb2Te5晶化阈值的光脉冲从光波导左端进入光波导；测定此时光波导的透过率，设此时的透过率为T0，实现记忆器件数据的读取；步骤二：从光波导左右两端分别入射一系列光脉冲，优选两端的光脉冲相同，且两...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘富荣，韩子豪，樊婷，韩钊，黄引，张永志，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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