최근 수년간 효율적인 데이터 처리를 향한 요구가 증가함에 따라, 새롭게 부상하는 2차원(2D) 물질에 기반한 뉴로모픽 컴퓨팅에 대한 관심이 급증하고 있다. 그럼에도 불구하고 플로팅 게이트 소자는 비휘발성 메모리 구현을 위한 큰 잠재력 덕분에 널리 주목받아 왔다. 본 연구에서는 시냅스 특성을 모사하기 위한 플로팅 게이트 트랜지스터로서 MoS2/MoS2/MoS2의 층상(van der Waals, vdW) 다중 이종구조를 제시한다. 이러한 아키텍처는 산소 플라즈마를 통한 표면 산화로 형성되었으며, 전자현미경(TEM)으로 이를 확인하였다. 그러나 본 연구의 소자들은 (SiO2/MoS2) 없이 단일 플로팅 게이트(SiO2/MoS2/MoOx/MoS2) 및 이중 플로팅 게이트(SiO2/MoS2/MoOx/MoS2/MoOx/MoS2) 트랜지스터로 동작하도록 뚜렷하게 재구성되었다. 비교 연구에서, 이중 플로팅 게이트(DFG) 소자는 메모리 윈도우(> 150 V), 높은 전류 ON-OFF 비(∼106), 긴 유지 시간(> 6000 s), 우수한 내구성(> 5000 사이클) 등 유망한 비휘발성 메모리 성능 지표를 보였으며, 이는 증가된 전하 저장 용량과 공간적 재분포에 기인한다. 또한 DFG 소자들은 LTP, LTD, STDP, SNDP, SADP, PPF와 같은 인공 시냅스 거동에 대해 탐구되어 뇌 영감 컴퓨팅에 대한 응용을 가능하게 한다. 더불어 MNIST 데이터셋을 사용하여 ANN 시뮬레이션 하에서 약 94%의 식별 정확도를 달성하였다. 본 연구는 복잡한 집적에 관한 최근의 과제를 해결하기 위한 다중 모드 뉴로모픽 컴퓨팅 소자에 대한 새로운 진입 경로를 제공한다.

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