受生物启发的磁性视觉突触,用于近传感器内存式磁性信息编码

《ACS Applied Materials & Interfaces》:Bioinspired Magnetic Vision Synapse for Near-Sensor In-Memory Magnetic Information Encoding

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月14日 来源:ACS Applied Materials & Interfaces 7.8

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   打开图像查看器 摘要 动物能够利用磁感受能力感知磁场

  

动物能够利用磁感受能力感知磁场信号,以此进行定向和导航。1受这一能力的启发,人工磁感应传感器不仅需要具备磁场检测功能,还需找到一种方法将磁场刺激转化为能够保留输入信息的历史的内部状态。在此,我们展示了一种耦合的磁电(ME)?VO2磁突触原型,可用于通过磁场驱动导电状态的调节。由Metglas/PMN-PT/Metglas构成的磁电前端可将交流磁场刺激转换为电压信号,这些信号经过信号处理后施加到离子凝胶栅极控制的VO2晶体管的栅极上。由此产生的栅极调节可通过瞬态静电作用以及更为持久的质子介导的电化学作用来改变VO2通道的导电性。在磁场脉冲作用下,该耦合原型会表现出瞬时电流响应、成对脉冲增强效应,以及从短期可塑性向长期可塑性的转变,这表明VO2的导电状态能够编码磁场刺激的幅度、持续时间和时间序列信息。此外,我们还证明该磁电前端能够重建由线圈阵列产生的二维磁场图案,从而为后续的导电状态编码提供空间磁场输入源。因此,这项工作应被视为磁场输入驱动导电状态调节及基于导电状态编码的原型演示,而非完全集成的磁视觉或自主神经形态计算系统。研究结果为在设备层面实现磁场信息的处理提供了可能路径,而单片集成、低功耗信号处理以及阵列级实现则仍是未来发展的关键方向。

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