近日，南京大学物理学院梁世军、缪峰教授团队联合南京理工大学程斌教授，通过构筑双侧对齐的魔角石墨烯器件，观测到电子型铁电性与陈绝缘体的共存，提出并验证了噪声免疫的类脑计算方案。该工作为发展基于拓扑边界态的新型低功耗电子器件提供了可行的技术路线，相关研究成果以“面向神经形态计算的铁电陈绝缘体器件及其选择性和准连续开关”为题于2024年7月4日在线发表在《自然·纳米技术》上。

量子霍尔效应与随后发现的量子反常霍尔效应、量子自旋霍尔效应、陈绝缘态等，都具有拓扑保护的边界态传输特性，确保了电荷传输在外界扰动下不会被散射。这使得拓扑边界态有望成为全新的信息载体，取代传统的电荷自由度，实现具有噪声免疫特性的低功耗量子电子器件。因此，探索如何利用具有拓扑保护边界态的量子材料构筑低功耗量子电子器件，已成为凝聚态物理与信息技术交叉研究领域内一个广泛关注的议题。

准连续铁电态的选择性开关与噪声免疫神经形态计算方案

南大科研团队通过精准控制栅压脉冲的幅值，研究团队不仅能够在不同陈绝缘态之间进行选择性非易失切换，而且在同一个器件中实现了1280个准连续的铁电态。进一步，研究团队利用陈绝缘态的量子化电导作为权重，首次展示了铁电陈绝缘体器件在具有噪声免疫特性的卷积神经网络中的应用潜力。