一种基于二维范德华异质结构的可重构器件，既可作为晶体管又可作为存储器-二维动画案例教程

电子工程研究的一个关键目标是开发高性能和节能的计算设备，这意味着它们可以快速计算信息，同时消耗很少的电力。实现这一点的一种可能方式是将执行逻辑操作的单元和存储器组件组合到单个设备中。

到目前为止，大多数计算设备都由一个处理单元和一个物理上独立的内存组件组成。创建一个可以有效执行这两种功能的设备（称为内存中的逻辑架构）可以帮助显著简化设备并降低其功耗。

虽然目前提出的一些内存中逻辑架构取得了很好的结果，但大多数现有解决方案都有实际的局限性。例如，一些设备被发现不稳定、不可靠或仅适用于特定的用例。

湖南大学的研究人员最近开发了一种基于二维范德瓦尔斯异质结构的新型可重构逻辑存储器体系结构，该结构由通过弱范德瓦尔斯相互作用结合在一起的孤立原子层组成。他们在《自然电子》杂志上发表的一篇论文中介绍了这种器件，它既可以作为可重构晶体管（即可以调节、切换和放大电信号的器件），也可以作为可重新配置的存储器组件。

孙兴霞、朱辰光、易佳丽及其同事在论文中写道：“我们报道了一种二维范德华异质结构器件，它既可以作为可重构晶体管，也可以作为可重配置非易失性存储器，还可以在存储器中提供可重构逻辑。”。“被称为部分浮栅场效应晶体管的器件结构同时提供电荷捕获和场调节单元。”

Sun和她的同事们创造的存储器件中的逻辑被称为部分浮栅场效应晶体管（PFGFET）。它是使用石墨烯（充当所谓的浮栅）、六方氮化硼（hBN）和二硒化钨（WSe2）制造的。

由于其独特的设计，该设备可以很容易地重新配置和切换以执行存储器或晶体管功能。在最初的测试中，研究人员表明，它在这两种功能上都有显著的表现。

当作为晶体管工作时，该器件可以在p型和n型模式之间切换，并且表现出64的亚阈值摆动 毫伏 Sun、Zhu、Yi和他们的同事在他们的论文中写道：“当设备作为存储器运行时，可以在p型和n型存储器之间切换，并且显示出接近108的擦除/编程比率。”

未来，这组研究人员提出的新的内存逻辑架构可用于创建各种高性能电子设备，从而显著降低其功耗。到目前为止，Sun和她的同事成功地使用他们创建的PFGFET来制造门，以执行线性和非线性二进制运算，但它们最终可以应用于更广泛的计算和操作模式。

研究人员在论文中解释道：“我们使用这些器件来制造互补的金属氧化物半导体电路、具有原位存储的线性和非线性逻辑门以及器件高效的半加器电路。”。