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凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2411.02636 (cond-mat)
[提交于 2024年11月4日 ]

标题: 应变电子磁隧道结用于模拟计算:展望

标题: Straintronic magnetic tunnel junctions for analog computation: A perspective

Authors:Supriyo Bandyopadhyay
摘要: 应变电子磁隧道结(s-MTJ)是一种MTJ,其电阻状态可以通过门电压产生的应力连续或逐渐地从高到低改变,而门电压作用于磁致伸缩软层。 这一不同寻常的特性通常在通过自旋传递扭矩、自旋轨道扭矩或电压控制磁各向异性而突然切换的MTJ中无法获得,这使得许多模拟应用成为可能,在这些应用中,MTJ(开关的开/关比)通常较低的隧穿磁阻比和相对较大的切换错误率不会构成严重障碍,与数字逻辑或存储器不同。 更重要的是,s-MTJ的传输特性(电导与门电压的关系)总是具有一线性区域,可以被有效利用来实现模拟算术、矢量矩阵乘法以及深度学习网络中的线性突触。 在这些应用中,s-MTJ实际上优于已知的更广泛的忆阻器和畴壁突触,因为它们不具备线性和/或模拟行为。
摘要: The straintronic magnetic tunnel junction (s-MTJ) is an MTJ whose resistance state can be changed continuously or gradually from high to low with a gate voltage that generates strain the magnetostrictive soft layer. This unusual feature, not usually available in MTJs that are switched abruptly with spin transfer torque, spin-orbit torque or voltage-controlled-magnetic-anisotropy, enables many analog applications where the typically low tunneling magneto-resistance ratio of MTJs (on/off ratio of the switch) and the relatively large switching error rate are not serious impediments unlike in digital logic or memory. More importantly, the transfer characteristic of a s-MTJ (conductance versus gate voltage) always sports a linear region that can be exploited to implement analog arithmetic, vector matrix multiplication and linear synapses in deep learning networks very effectively. In these applications, the s-MTJ is actually superior to the better known memristors and domain wall synapses which do not exhibit the linearity and/or the analog behavior.
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall) ; 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2411.02636 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2411.02636v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.02636
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Journal of Physics D: Applied Physics, 2024
相关 DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6463/adb9f7
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Supriyo Bandyopadhyay [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2024 年 11 月 4 日 21:54:58 UTC (488 KB)
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