中新社成都6月7日電 (記者 賀劭清)記者7日從電子科技大學獲悉，中國科研人員依據新穎的二維滑移鐵電機制，提出一種性能優(yōu)異的抗疲勞鐵電體系，為解決類腦智能芯片的理想材料——鐵電材料領域長期存在的疲勞問題提供了一種全新途徑，有望推動鐵電存儲及類腦智能器件方面應用。
該科研成果7日在國際學術期刊《科學》(Science)發(fā)表。電子科技大學為第一完成單位，電子科技大學光電科學與工程學院教授劉富才為共同通訊作者。
據了解，近年來大數據、人工智能等新興技術的飛速發(fā)展，使得人們對算力的需求激增。傳統(tǒng)芯片存儲單元與計算單元的分離，從根本上限制了芯片計算速度和能效的進一步提升。構筑存算一體架構的類腦智能芯片被認為是應對當前問題的有效解決途徑。
鐵電材料被認為是實現類腦智能器件和存算一體架構的理想材料體系。然而鐵電材料在經歷反復極化切換后，極化只能實現部分翻轉，導致鐵電材料失效，即鐵電疲勞。雖然這一問題早在1953年就已被研究者發(fā)現，但至今未得到有效解決。
針對這一問題，劉富才教授研究團隊發(fā)現新型的滑移鐵電體具有天然的耐疲勞特性。這是因為滑移鐵電機制與傳統(tǒng)鐵電材料的離子位移機制有明顯的不同，在電場的作用下，范德華層狀材料的層與層之間會產生整體滑移，同時層間發(fā)生電荷轉移，進而實現面外極化翻轉。
器件表征結果顯示，滑移鐵電器件在經歷高達百萬次的疲勞測試后，器件的轉移特性曲線、動態(tài)及靜態(tài)電學輸運曲線幾乎不發(fā)生變化。這一結果充分證明滑移鐵電器件優(yōu)異的抗疲勞特征。
該項研究成果為解決鐵電材料疲勞問題提供了理想解決方案，也為鐵電材料在非易失性存儲器、存算一體器件及類腦計算芯片等新穎器件中的應用提供了具有競爭潛力的選擇。(完)