A research team led by Prof. Long Shibing from the University of Science and Technology of China (USTC) of the Chinese Academy of Sciences (CAS) has, for the first time, made spintronic neuromorphic devices based on CoO/Pt heterostructure. The study is pu
中国科学院（CAS）中国科学技术大学（USTC）龙世兵教授领导的一个研究小组首次制造了基于CoO/Pt异质结构的自旋电子神经形态器件。该研究发表在《纳米快报》上
自旋电子学器件因其低功耗、高工作速度和抗辐射性而受到广泛关注。反铁磁（AFM）材料具有原子尺度的交变磁矩分布，是开发自旋电子神经形态器件的理想候选者。然而，构建AFM神经形态器件仍然是一个挑战
首先，研究人员基于具有（111）取向的CoO/Pt异质结构获得了平面外磁各向异性。通过测量霍尔电阻，研究人员根据第一性原理计算证实了该器件的强垂直各向异性
该团队实现了该器件磁化反转的非线性特征，以及在热激活下的自弛豫。由于超薄CoO的可旋转机制，该器件的CoO/Pt材料很好地反映了磁化反转
器件中激活磁畴的反转决定了其弛豫行为，这与其短期记忆能力有关。此外，研究人员控制了磁场的扫描速度，以更好地识别系统中的长期记忆
基于这些结果，神经形态装置表现出非线性反应和短期记忆，实现了全电读写
研究人员还证明，该设备在储层计算任务中具有很高的识别精度，如手写数字识别和量子态分类。通过使脉冲序列通过非线性AFM器件，有效地提高了识别精度
该团队提出并验证了其在多维信息处理方面的独特优势。基于其双向弛豫特性，该设备能够实现三元编码，并准确识别附加维度中的信息
该研究为进一步利用AFM材料开发具有超高速和超紧凑集成的神经形态计算系统奠定了基础