|
用于手寫數(shù)字識別的LetNet-5二進(jìn)制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。b二元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中PBDTT-BQTPA聚合物憶阻器陣列的說明。左側(cè)面板顯示了用兩個位單元執(zhí)行XNOR操作，其中64的每個位單元 × 64個子陣列由一個聚合物器件和一個NMOS晶體管組成。c通過離線和在線訓(xùn)練，MNIST數(shù)據(jù)集中手寫數(shù)字圖像的識別精度。
全尺寸圖像
討論
總之，我們證明，通過使用2D共軛策略，PBDTT-BQTPA氧化還原活性聚合物可以實現(xiàn)90%的有機(jī)憶阻器的產(chǎn)率。通過共面噻吩-喹喔啉D-A對和大分子骨架的有序π–π堆疊增強(qiáng)聚合物薄膜的結(jié)晶均勻性，在整個有機(jī)層上發(fā)生均勻的電阻切換，導(dǎo)致切換參數(shù)變化降至3.16–8.29%，創(chuàng)紀(jì)錄的高產(chǎn)率接近90%，并有可能擴(kuò)展到100 納米級，功耗約為10−15 J/鉆頭。在本PBDTT-BQTPA憶阻器中實現(xiàn)的高產(chǎn)量和可靠性使我們能夠在存儲器中進(jìn)行陣列規(guī)模的計算操作，其中所有16個布爾邏輯運算和1位全加電路都可以物理實現(xiàn)。更重要的是，我們證明了兩態(tài)切換有機(jī)憶阻器也可以用于構(gòu)建二元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其顯示出99.23%的良好識別準(zhǔn)確率，與成熟的深度學(xué)習(xí)技術(shù)相當(dāng)。然而，值得注意的是，用其他平面氧化還原活性部分取代螺旋槳形TPA吊墜可以進(jìn)一步提高聚合物薄膜的結(jié)晶度，從而促進(jìn)有機(jī)器件的規(guī)模縮小到最先進(jìn)的光刻生產(chǎn)線的技術(shù)極限。
方法
一般特性
1H核磁共振（NMR）光譜記錄在Bruker 400光譜儀上，400 以四甲基硅烷（TMS）作為化學(xué)位移的參考。分子量用Waters 2690凝膠滲透色譜法（GPC）測定，使用用四氫呋喃洗脫的聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)品。使用Pyris 1 TGA進(jìn)行熱重分析（TGA）。在島津UV-2450分光光度計上記錄紫外-可見吸收光譜測量。熒光光譜在HORIBA JOBIN YVON Fluoromax-4熒光光譜儀上測量。循環(huán)伏安法（CV）測量是在型號為CHI 650D的電化學(xué)工作站上用六氟磷酸四丁基銨（0.10 M） 在乙腈中分別作為支撐電解質(zhì)、鉑盤作為工作電極、Ag/AgCl電極作為參比電極和Pt線作為對電極。用高純度氬氣對干燥的HPLC級乙腈進(jìn)行脫氣，以消除環(huán)境濕度和氧氣物種可能產(chǎn)生的干擾。
在韓國浦項加速器實驗室的PLS-II 9A USAXS光束線進(jìn)行的掠入射廣角X射線散射（GIWAXS）測量。來自真空波動器（IVU）的X射線被單色化，波長為1.10994 Å，并使用K-B型反射鏡進(jìn)行水平和垂直聚焦。梁尺寸為450（H） × 60 在樣品位置的fwhm中為µm2。GIWAXS樣品臺配備了一個7軸電動臺，用于樣品的精細(xì)對準(zhǔn)，X射線束的入射角設(shè)置為約0.13o至0.135o。用Rayonix SX 165 2D CCD探測器記錄GIWAXSs圖案，照射時間為6–9 s.使用蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品（monoclimic，P21，a）校準(zhǔn)衍射角 = 10.8631 Å，b = 8.7044 Å，c = 7.7624 Å和ß = 102.938o），樣品與檢測器的距離為~231 納米。在Solver P47-PRO（NT-MDT Co.，Moscow，Russia）顯微鏡上進(jìn)行原子力顯微鏡（AFM）測量，以監(jiān)測聚合物薄膜的表面形態(tài)。
分子模擬
所有密度泛函理論（DFT）和時間相關(guān)DFT（TD-DFT）計算均使用高斯09軟件包55，56進(jìn)行。為了更好地比較中性化合物和帶電化合物，在單線態(tài)和閉合殼層中進(jìn)行了幾何優(yōu)化和激發(fā)態(tài)計算。B3LYP函數(shù)用于基態(tài)的幾何優(yōu)化，具有6–31 G（d）C、H、N和S原子的基集。所有的幾何優(yōu)化都是在氣相中進(jìn)行的。
器件制造和表征
在Au/聚合物/ITO結(jié)構(gòu)的器件中評價了PBDTT-BQTPA和PPH-BQTPA的電學(xué)性能。商用氧化銦錫（ITO）涂覆的玻璃基板，尺寸為1 厘米 × 1. cm用洗滌劑、去離子水、乙醇、丙酮和2-丙烷仔細(xì)清潔 |
