摘要
磁性斯格明子作为一种拓扑保护的自旋结构，在能效高效的神经形态系统中具有巨大潜力。虽然通过电控方法已经在磁性多层结构中实现了人工突触的功能，但其随机产生的形成过程严重限制了系统的可靠性。最近出现的二维范德瓦尔斯磁体凭借其可调性和新颖的自旋电子学现象，为克服这些挑战提供了有希望的平台。在这里，我们展示了一种基于二维铁磁体Fe3GaTe2的人工突触装置，其工作原理是通过从斯格明子晶格到条纹畴状态的确定性集体自旋结构转变来实现功能。这种转变能够产生线性的、可重复的异常霍尔电阻调制。通过改变脉冲宽度，可以有效地调节这种线性响应的斜率（即突触权重），从而实现多权重功能和多重累加操作。该装置的能耗在单次操作时降低到了0.66皮焦耳，这一水平与最先进的忆阻器技术（如电阻式随机存取存储器和相变存储器）相当。此外，基于这种突触的硬件驱动量化神经网络在手写数字识别任务中实现了高达96.1%的识别准确率。我们的发现为基于Fe3GaTe2自旋结构在室温下的集体动力学来构建大规模、高能效的神经形态系统开辟了一条可靠的途径。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明
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