Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2409.00635

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2409.00635 (cond-mat)
[提交于 2024年9月1日 ]

标题: 通过疲劳恢复工程设计用于非易失性铁电存储器和神经形态硬件的高耐久性Hf0.5Zr0.5O2电容器

标题: Designing high endurance Hf0.5Zr0.5O2 capacitors through engineered recovery from fatigue for non-volatile ferroelectric memory and neuromorphic hardware

Authors:Xinye Li, Padma Srivari, Sayani Majumdar
摘要: 人工智能(AI)带来的巨大计算需求促使研究社区探索可用于高性能存储器和神经形态计算硬件的功能材料的设计空间。 具有特殊工程特性的新型器件技术正受到密切关注,旨在通过类脑计算原语实现AI和机器学习任务的超低功耗信息处理。 具有超低功耗、快速操作、非易失性数据保留和可靠切换到多种极化状态的铁电存储器,为神经形态硬件中的非易失性存储器和突触权重元件提供了一种选择。 为了快速适应工业应用,新材料需要与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容,这为先进材料设计带来了全新的挑战和机遇。 在这项工作中,我们报告了后端兼容的Hf0.5Zr0.5O2铁电电容器的设计,这些电容器能够在每次检索时多次从疲劳中恢复,达到2Pr > 40微库仑每平方厘米。 我们的结果显示,通过专门设计的材料堆栈和退火方案,在室温下可以达到超过10^9次循环的耐久性,从而实现与神经形态计算在线训练或推理任务兼容的超低功耗铁电非易失性存储组件或突触权重元件。
摘要: Heavy computational demands from artificial intelligence (AI) leads the research community to explore the design space for functional materials that can be used for high performance memory and neuromorphic computing hardware. Novel device technologies with specially engineered properties are under intense investigation to revolutionize information processing with brain-inspired computing primitives for ultra energy-efficient implementation of AI and machine learning tasks. Ferroelectric memories with ultra-low power and fast operation, non-volatile data retention and reliable switching to multiple polarization states promises one such option for non-volatile memory and synaptic weight elements in neuromorphic hardware. For quick adaptation of industry, new materials need complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process compatibility which brings a whole new set of challenges and opportunities for advanced materials design. In this work, we report on designing of back-end-of-line compatible ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 capacitors that are capable of recovery from fatigue multiple times reaching 2Pr > 40 microC cm-2 upon each retrieval. Our results indicate that with specifically engineered material stack and annealing protocols, it is possible to reach endurance exceeding 10^9 cycles at room temperature that can lead to ultralow power ferroelectric non-volatile memory components or synaptic weight elements compatible with online training or inference tasks for neuromorphic computing.
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci) ; 应用物理 (physics.app-ph)
引用方式: arXiv:2409.00635 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2409.00635v1 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.00635
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sayani Majumdar [查看电子邮件]
[v1] 星期日, 2024 年 9 月 1 日 06:59:55 UTC (1,907 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mtrl-sci
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-09
切换浏览方式为:
cond-mat
physics
physics.app-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号