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2026 article

Ultralow-power reservoir computing based on bidirectionally operable ferroelectric capacitors with tunable time constants

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Physical reservoir computing (RC) systems have emerged as a prominent research frontier due to their exceptional efficiency in temporal information processing. However, existing implementations, predominantly utilizing resistive devices, face challenges pertaining to power efficiency and dynamic richness. Here, we propose a ferroelectric capacitor-linear capacitor (FC-LC) series device for RC implementation. By leveraging nonlinear polarization switching and back-switching, the FC-LC series device realizes two essential reservoir properties: nonlinearity and fading memory. In addition, the device exhibits an ultralow power consumption, which, along with its direct voltage readout capability, marks a significant advance over resistive reservoir devices. Moreover, the device features bidirectional operation and widely tunable time constants, thereby enhancing reservoir space dimensionality and state richness. Building upon these FC-LC series devices, a ferroelectric capacitive RC system is developed, which demonstrates superior performance in various benchmark tasks. By exploiting the bidirectional operation of the device, the RC system not only delivers enhanced performance in waveform classification but also enables high-accuracy multimodal digit recognition. Through strategically hybridizing the FC-LC series devices with varying time constants, the RC system achieves remarkable performance in Mackey-Glass time-series prediction. Our study paves the way for power-efficient, dynamic-rich RC systems capable of handling diverse temporal tasks.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Ultralow-power reservoir computing based on bidirectionally operable ferroelectric capacitors with tunable time constants
Date Crossref
01/02/2026
Éditeur
IOP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • South China Normal University Institute for Advanced Materials and Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Nanjing University Laboratory of Solid State Microstructures and Innovation Center of Advanced Microstructures pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Institute for Advanced Materials and Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology — South China Normal University, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures et Laboratory of Solid State Microstructures and Innovation Center of Advanced Microstructures — Nanjing University.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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