Nonlinear behavior in the hopping transport of interacting charges enables reconfigurable logic in disordered dopant network devices, where voltages applied at control electrodes tune the relation between voltages applied at input electrodes and the current measured at an output electrode. From kinetic Monte Carlo simulations we analyze the critical nonlinear aspects of variable-range hopping transport for realizing Boolean logic gates in these devices on three levels. First, we quantify the occurrence of individual gates for random choices of control voltages. We find that linearly inseparable gates such as the XOR gate are less likely to occur than linearly separable gates such as the AND gate, despite the fact that the number of different regions in the multidimensional control voltage space for which AND or XOR gates occur is comparable. Second, we use principal component analysis to characterize the distribution of the output current vectors for the (00,10,01,11) logic input combinations in terms of eigenvectors and eigenvalues of the output covariance matrix. This allows a simple and direct comparison of the behavior of different simulated devices and a comparison to experimental devices. Third, we quantify the nonlinearity in the distribution of the output current vectors necessary for realizing Boolean functionality by introducing three nonlinearity indicators. The analysis provides a physical interpretation of the effects of changing the hopping distance and temperature and is used in a comparison with data generated by a deep neural network trained on a physical device.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员