适用于广泛应用的新型可重配置电路

可以高效处理信息的电子组件对于大多数现代设备和计算工具的开发至关重要。可重新配置的电子设备，可以更改配置以最佳利用可用硬件资源的灵活系统是提高处理效率的可能解决方案。

南京大学和日本国立材料科学研究所的研究人员最近设计了具有先进的形状变形和信息处理能力的新型可重构电路。这些逻辑和神经形态电路由《自然电子》上发表的一篇论文介绍，是使用2-D二硒化钨(一种通常用于电子技术开发的无机化合物)制造的。

“目前主流的可重配置电路(例如现场可编程门阵列，FPGA)基于传统的硅电路，使用具有'固定'电气特性的P型或N型场效应晶体管，”研究，告诉TechXplore。“例如，PN结始终是反向偏置的，改变漏极极性不会增加新的开关功能。因此，这些可重配置电路需要使用大量的晶体管资源来构建复杂的电路结构，并最终实现可重配置的计算能力。电路级。”

南京大学的冯M和他的同事们已经开发基于二维材料的电子产品已有八年多了。他们已经创建了利用这些材料独特特性的各种原型设备。在他们最近的研究中，他们决定使用2-D二硒化钨，因为该化合物具有双极性传输行为，这在常规硅技术中是无法观察到的。

“为为二维可重配置电子做出贡献，我们设计了一种特殊的同质结(ETH)器件结构，并意识到可以通过漏极极性控制以及栅极和漏极电压的不同输入组合来重新配置此类器件的工作模式。” -同一小组的另一位研究员梁俊(Jun Liang)主持了这项研究，他对TechXplore说。

由Liang，Miao及其同事开发的新型ETH设备可作为门可调的PN结工作，具有四种不同的工作模式：NN，PP(始终为开状态)和PN，NP(开-关切换)模式。研究人员添加了一个称为漏极极性的电子功能作为进一步的控制端子，这是他们在以前的工作中从未尝试过的。该器件的四种工作模式及其可控的漏极极性使其与其他可重配置的逻辑器件和易失性神经形态器件(基于类似于常规硅技术的原理)区别开来。

梁博士说：“我们提出了一种基于门可调PN结的新颖技术(称为ETH技术)，该PN结是其他设备无法访问的。” “ ETH技术使我们能够大大减少基于常规硅技术的复杂电路设计，并显示了在人工智能领域中的有希望的应用，在这些领域中，需要超高集成度和超低功耗。”

到目前为止，梁，苗和他们的同事们只是为他们的可重构神经形态电路开发了概念证明。他们在一系列初步评估中收集的结果表明，它们的电路可能具有广泛的应用。例如，它们可以用于制造可重新配置的电子设备，这些电子设备可以执行复杂的计算，例如由机器学习算法执行的计算。

苗说：“将这种有前途的技术推广到实际应用中还有很长的路要走。” “例如，我们首先必须克服WSe 2大面积合成的挑战，然后通过优化制造工艺来提高均匀性，所有这些将在我们的进一步研究中进行，以期融合ETH技术。应用于未来的逻辑应用程序或神经形态计算应用程序，我们最近在神经形态车辆中实现了其中的一个例子。 ”