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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Yang,&#x20;Seungmo</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Shin,&#x20;Jeonghun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Taeyoon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Moon,&#x20;Kyoung-Woong</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Jaewook</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jang,&#x20;Gabriel</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Hyeon,&#x20;Da&#x20;Seul</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Yang,&#x20;Jungyup</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Hwang,&#x20;Chanyong</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jeong,&#x20;YeonJoo</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Hong,&#x20;Jin&#x20;Pyo</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T15:32:41Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T15:32:41Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-02</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2021-01-29</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">1884-4049</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;117499</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">One&#x20;long-standing&#x20;goal&#x20;in&#x20;the&#x20;emerging&#x20;neuromorphic&#x20;field&#x20;is&#x20;to&#x20;create&#x20;a&#x20;reliable&#x20;neural&#x20;network&#x20;hardware&#x20;implementation&#x20;that&#x20;has&#x20;low&#x20;energy&#x20;consumption,&#x20;while&#x20;providing&#x20;massively&#x20;parallel&#x20;computation.&#x20;Although&#x20;diverse&#x20;oxide-based&#x20;devices&#x20;have&#x20;made&#x20;significant&#x20;progress&#x20;as&#x20;artificial&#x20;synaptic&#x20;and&#x20;neuronal&#x20;components,&#x20;these&#x20;devices&#x20;still&#x20;need&#x20;further&#x20;optimization&#x20;regarding&#x20;linearity,&#x20;symmetry,&#x20;and&#x20;stability.&#x20;Here,&#x20;we&#x20;present&#x20;a&#x20;proof-of-concept&#x20;experiment&#x20;for&#x20;integrated&#x20;neuromorphic&#x20;computing&#x20;networks&#x20;by&#x20;utilizing&#x20;spintronics-based&#x20;synapse&#x20;(spin-S)&#x20;and&#x20;neuron&#x20;(spin-N)&#x20;devices,&#x20;along&#x20;with&#x20;linear&#x20;and&#x20;symmetric&#x20;weight&#x20;responses&#x20;for&#x20;spin-S&#x20;using&#x20;a&#x20;stripe&#x20;domain&#x20;and&#x20;activation&#x20;functions&#x20;for&#x20;spin-N.&#x20;An&#x20;integrated&#x20;neural&#x20;network&#x20;of&#x20;electrically&#x20;connected&#x20;spin-S&#x20;and&#x20;spin-N&#x20;successfully&#x20;proves&#x20;the&#x20;integration&#x20;function&#x20;for&#x20;a&#x20;simple&#x20;pattern&#x20;classification&#x20;task.&#x20;We&#x20;simulate&#x20;a&#x20;spin-N&#x20;network&#x20;using&#x20;the&#x20;extracted&#x20;device&#x20;characteristics&#x20;and&#x20;demonstrate&#x20;a&#x20;high&#x20;classification&#x20;accuracy&#x20;(over&#x20;93%)&#x20;for&#x20;the&#x20;spin-S&#x20;and&#x20;spin-N&#x20;optimization&#x20;without&#x20;the&#x20;assistance&#x20;of&#x20;additional&#x20;software&#x20;or&#x20;circuits&#x20;required&#x20;in&#x20;previous&#x20;reports.&#x20;These&#x20;experimental&#x20;studies&#x20;provide&#x20;a&#x20;new&#x20;path&#x20;toward&#x20;establishing&#x20;more&#x20;compact&#x20;and&#x20;efficient&#x20;neural&#x20;network&#x20;systems&#x20;with&#x20;optimized&#x20;multifunctional&#x20;spintronic&#x20;devices.&#x20;Neuromorphic&#x20;computing:&#x20;A&#x20;new&#x20;spin&#x20;on&#x20;synapses&#x20;and&#x20;neuronsAn&#x20;array&#x20;of&#x20;low-power&#x20;devices&#x20;that&#x20;mimic&#x20;the&#x20;behavior&#x20;of&#x20;the&#x20;brain&#x20;has&#x20;been&#x20;constructed&#x20;by&#x20;researchers&#x20;in&#x20;South&#x20;Korea.&#x20;The&#x20;brain&#x20;works&#x20;by&#x20;passing&#x20;chemical&#x20;and&#x20;electrical&#x20;signals&#x20;across&#x20;a&#x20;network&#x20;of&#x20;cells&#x20;called&#x20;neurons,&#x20;which&#x20;are&#x20;connected&#x20;via&#x20;synapses.&#x20;Scientists&#x20;want&#x20;to&#x20;create&#x20;an&#x20;artificial&#x20;neural&#x20;network&#x20;to&#x20;take&#x20;advantage&#x20;of&#x20;the&#x20;parallel&#x20;way&#x20;in&#x20;which&#x20;the&#x20;brain&#x20;processes&#x20;information.&#x20;YeonJoo&#x20;Jeong&#x20;from&#x20;the&#x20;Korea&#x20;Institute&#x20;of&#x20;Science&#x20;and&#x20;Technology,&#x20;Jin&#x20;Pyo&#x20;Hong&#x20;from&#x20;Hanyang&#x20;University,&#x20;both&#x20;in&#x20;Seoul,&#x20;and&#x20;their&#x20;colleagues&#x20;have&#x20;demonstrated&#x20;a&#x20;proof-of-principle&#x20;neuromorphic&#x20;computing&#x20;network&#x20;using&#x20;so-called&#x20;spintronic&#x20;devices.&#x20;Spintronics&#x20;are&#x20;low-power&#x20;devices&#x20;that&#x20;use&#x20;the&#x20;property&#x20;of&#x20;an&#x20;electron&#x20;called&#x20;spin&#x20;rather&#x20;than&#x20;its&#x20;charge&#x20;as&#x20;in&#x20;conventional&#x20;electronics.&#x20;The&#x20;team&amp;apos;s&#x20;neural&#x20;network&#x20;of&#x20;electrically&#x20;connected&#x20;spin-synapses&#x20;and&#x20;spin-neurons&#x20;successfully&#x20;performed&#x20;a&#x20;simple&#x20;pattern&#x20;classification&#x20;task.&#x20;We&#x20;introduced&#x20;spintronics-based&#x20;synapses&#x20;(spin-S)&#x20;by&#x20;utilizing&#x20;a&#x20;stripe&#x20;domain&#x20;ensuring&#x20;its&#x20;highly&#x20;linear&#x20;and&#x20;symmetric&#x20;weight&#x20;responses,&#x20;together&#x20;with&#x20;domain-wall&#x20;motion-based&#x20;neurons&#x20;(spin-N)&#x20;for&#x20;activation&#x20;functions.&#x20;In&#x20;addition,&#x20;a&#x20;crossbar&#x20;array&#x20;architecture&#x20;for&#x20;the&#x20;spin-S&#x2F;N&#x20;has&#x20;been&#x20;proposed&#x20;and&#x20;experimentally&#x20;demonstrated.&#x20;A&#x20;simple&#x20;pattern-classification&#x20;task&#x20;was&#x20;tested&#x20;using&#x20;an&#x20;integrated&#x20;network&#x20;of&#x20;electrically&#x20;connected&#x20;spin-S&#x20;and&#x20;spin-N&#x20;to&#x20;mimic&#x20;a&#x20;human&#x20;brain.&#x20;Our&#x20;experimental&#x20;findings&#x20;provide&#x20;a&#x20;new&#x20;avenue&#x20;toward&#x20;establishing&#x20;more&#x20;efficient&#x20;neural&#x20;network&#x20;systems&#x20;with&#x20;spintronic&#x20;devices.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">NATURE&#x20;RESEARCH</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Integrated&#x20;neuromorphic&#x20;computing&#x20;networks&#x20;by&#x20;artificial&#x20;spin&#x20;synapses&#x20;and&#x20;spin&#x20;neurons</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Article</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1038&#x2F;s41427-021-00282-3</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">NPG&#x20;ASIA&#x20;MATERIALS,&#x20;v.13,&#x20;no.1</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">NPG&#x20;ASIA&#x20;MATERIALS</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="volume">13</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="journalRegisteredClass">scopus</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="scopusid">2-s2.0-85100066820</dcvalue>
<dcvalue element="relation" qualifier="journalWebOfScienceCategory">Materials&#x20;Science,&#x20;Multidisciplinary</dcvalue>
<dcvalue element="relation" qualifier="journalResearchArea">Materials&#x20;Science</dcvalue>
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