基于反铁磁材料的突触器件及其调控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反铁磁材料的突触器件及其调控方法。突触器件包括：衬底；反铁磁功能层，设置于所述衬底上；突触前电极，设置于所述反铁磁功能层上，用于接入第一脉冲电流，以使反铁磁功能层的磁矩从初始方向翻转至垂直方向，以增大反铁磁功能层的电阻，其中初始方向与所述垂直方向相互垂直；突触后电极，设置于反铁磁功能层上，用于接入第二脉冲电流，以使反铁磁功能层的磁矩从所述垂直方向翻转至所述初始方向，以减小反铁磁功能层的电阻。可实现对突触的长时程增强、长时程抑制、放电时间依赖可塑性等特性模拟，可用于构建高度仿生的突触器件，具有功耗低、工作速度快、非易失、不受外界磁场干扰、集成度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于反铁磁材料的突触器件及其调控方法
本专利技术属于类脑计算
，具体地讲，涉及一种基于反铁磁材料的突触器件及其调控方法。
技术介绍
目前，人工智能产业正爆发式增长。作为人工智能产业的基础层，人工智能芯片具有巨大的市场规模。对于如无人驾驶、面部识别等应用，由于网络延迟、带宽和隐私问题等各类原因，必须在终端完成推理与训练。而目前边缘处理器芯片主要基于冯诺依曼架构，其计算能力不能满足在本地实现神经网络推理的需求。目前有望满足这一需求的方案是类脑计算芯片。类脑计算芯片通过模拟人脑工作特性，采用非冯诺依曼架构构建硬件神经网络，从而实现低功耗、高性能的认知智能计算。目前三星、苹果、华为、高通、联发科、IBM、英特尔等芯片厂商纷纷推出或者正在研发相关的类脑计算芯片产品。IBM发布了TrueNorth芯片，其运行能耗仅需20mW/cm2，为传统计算机CPU能耗(50-100W/cm2)的千分之一，展示出了类脑芯片的巨大优势。英特尔发布了Loihi神经形态芯片，集成了13万神经元和1.3亿突触，具有强大的人工智能计算性能和灵活的片上学习能力。这类类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，包括：/n衬底；/n反铁磁功能层，设置于所述衬底上；/n突触前电极，设置于所述反铁磁功能层上，用于接入第一脉冲电流，以使所述反铁磁功能层的磁矩从初始方向翻转至垂直方向，以增大所述反铁磁功能层的电阻，其中所述初始方向与所述垂直方向相互垂直；/n突触后电极，设置于所述反铁磁功能层上，用于接入第二脉冲电流，以使所述反铁磁功能层的磁矩从所述垂直方向翻转至所述初始方向，以减小所述反铁磁功能层的电阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，包括：
衬底；
反铁磁功能层，设置于所述衬底上；
突触前电极，设置于所述反铁磁功能层上，用于接入第一脉冲电流，以使所述反铁磁功能层的磁矩从初始方向翻转至垂直方向，以增大所述反铁磁功能层的电阻，其中所述初始方向与所述垂直方向相互垂直；
突触后电极，设置于所述反铁磁功能层上，用于接入第二脉冲电流，以使所述反铁磁功能层的磁矩从所述垂直方向翻转至所述初始方向，以减小所述反铁磁功能层的电阻。


2.根据权利要求1所述的基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，所述突触前电极包括相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的连线方向与所述反铁磁功能层的磁矩的初始方向平行。


3.根据权利要求2所述的基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，所述突触后电极包括相对设置的第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极的连线方向与所述反铁磁功能层的磁矩的初始方向垂直。


4.根据权利要求1所述的基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，所述反铁磁功能层为包括包括单层反铁磁薄膜层或多层反铁磁薄膜层。


5.根据权利要求1所述的基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，所述反铁磁功能层包括反铁磁薄膜层和设置于所述反铁磁薄膜层上的重金属层。


6.根据权利要求4或5所述的基于反铁磁材料的突触器件，其特征在于，所述反铁磁薄膜层的材料为如下任意一种：MnO、NiO、CoO、IrMn、FeMn、PtMn、CrMn、PdMn、PdPtM...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡佳林，曾中明，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32