技術：室温ニューロモルフィック機能を有するモアレ・シナプストランジスター

モアレ量子物質には、ツイスト二次元ヘテロ構造における内部クーロン相互作用の増強を通してエキゾチックな電子現象が存在する。モアレヘテロ構造は、原子レベルの薄さの物質における並外れて高い静電的制御と組み合わせると、かつてない機能性を備えた次世代電子デバイスを実現できる可能性がある。しかし、広範な研究にもかかわらず、これまでモアレ電子現象は非実用的な極低温に限られていたため、モアレ量子物質の現実世界での応用が阻まれていた。今回我々は、非対称2層グラフェン/六方晶窒化ホウ素モアレヘテロ構造に基づく、低電力（20 pW）モアレ・シナプストランジスターの実験的実現と室温動作について報告する。非対称なモアレポテンシャルによって、ロバストな電子ラチェット状態が生じ、デバイスのコンダクタンスを制御する電荷キャリアのヒステリシス的不揮発性注入が可能になる。デュアルゲート型モアレヘテロ構造における非対称ゲーティングによって、再構成可能なシナプス応答、時空間に基づくテンポトロン、Bienenstock–Cooper–Munro入力特異的適応など、さまざまなバイオリアリスティックなニューロモルフィック機能が実現された。このように、モアレ・シナプストランジスターによって、人工知能や機械学習のための効率的なコンピューティング・インメモリー設計やエッジ・ハードウエア・アクセラレーターが可能になる。

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