在过去的几十年里，电子工程师一直在尝试开发越来越小、高性能且具有多种功能的场效应晶体管(FET)。FET是当今市场上大多数电子产品的关键组件，它可以控制流过设备的电流。
然而，事实证明，将FET尺寸缩小到10纳米以下非常具有挑战性。因此，一些研究一直在探索可重构器件的潜力，这些器件可以在运行时改变其功能，作为传统FET的替代品。
近年来开发的许多可重构器件都是基于硅FET。虽然其中一些设备取得了令人鼓舞的结果，但它们通常需要复杂的电子电路和额外的存储单元，这极大地限制了它们的大规模制造，并使它们难以与其他电子元件集成。
清华大学的研究人员最近开发了新型非易失性可重构器件，可以在多种功能之间切换，用作二极管、存储器、逻辑门，甚至神经形态计算硬件中的人工突触。这些新型可重构器件是在《自然电子》杂志上发表的一篇论文中介绍的，它们基于半导体二碲化钼，从而克服了与硅基器件相关的一些限制。
“二维半导体因其原子厚度和强大的栅极控制而成为制造非易失性可重构器件的有前途的材料，但用简单的器件配置创建各种可重构功能具有挑战性，”YongHuangWu、BolunWang及其同事在他们的论文中写道。“我们证明，有效的栅极电压编程梯度掺杂策略可用于创建具有多种可重构功能的单栅极二维二碲化钼器件。”
该团队的可重构设备是使用特定的掺杂策略开发的，最终实现了其多种功能。研究人员通过一系列测试评估了他们的设备，并将其性能和功能与之前开发的基于2D材料的可重构设备进行了比较。
他们的研究结果非常有希望，表明该设备的可重构性在某些情况下比过去文献中介绍的其他设计更高。此外，该器件在所有不同功能上都取得了显着的效果，并且比硅基替代品更容易升级。
吴、王和他们的同事写道：“该设备可以被编程为极性可切换二极管、存储器、内存中布尔逻辑门和具有同质突触可塑性和异质突触可塑性的人工突触。”“作为二极管，该器件表现出高达104的整流比;作为人工异质突触，它表现出异质突触化塑性，调制功耗可降至7.3fW。”
未来，吴、王及其同事推出的基于二碲化钼的设备可以得到改进，与其他电子设备集成，并在额外的实验中进一步评估。此外，其设计可以激发其他可重构和多功能设备的开发，为增强电子学开辟有前景的研究途径。
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