[发明专利]基于斯格明子的电子神经元及人工神经网络

权利要求书

1.一种基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，包括一斯格明子产生及驱动装置和一环形探测装置；其中，所述斯格明子产生及驱动装置包括一磁性纳米薄膜和一电流注入层；

所述电流注入层和所述环形探测装置均设于所述磁性纳米薄膜上，所述电流注入层设于所述环形探测装置的中心；

所述电流注入层设置为在一产生电流的作用下透过所述磁性纳米薄膜产生一磁性斯格明子，并在一驱动电流的作用下驱动所述磁性斯格明子以远离所述电流注入层的方向运动；其中，所述产生电流和所述驱动电流均以垂直于所述磁性纳米薄膜的方向注入至所述电流注入层；

所述环形探测装置设置为对运动至其探测范围内的磁性斯格明子进行探测。

2.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述磁性纳米薄膜采用具有DM相互作用且能够稳定所述磁性斯格明子的磁性纳米材料制成。

3.根据权利要求2所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述磁性 纳米薄膜的形状为圆盘形，所述圆盘形磁性 纳米薄膜的直径范围为80nm至120nm之间。

4.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述电流注入层包括钉扎层和间隔层；

所述间隔层设于所述磁性纳米薄膜上；

所述钉扎层设于所述间隔层上。

5.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述产生电流的电流密度大于所述驱动电流的电流密度。

6.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述电流注入层与所述磁性纳米薄膜接触的表面形成一纳米点接触，所述纳米点接触的半径r₁与所述磁性斯格明子的半径r₂之间满足以下公式：

r₁＝r₂±C

其中，C的取值范围在2nm至3nm之间。

7.根据权利要求1所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，所述环形探测装置为圆环形隧道结，所述圆环形隧道结的内径小于或等于所述磁性斯格明子的最大运动半径。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，还包括：

电流注入装置，所述电流注入装置与所述电流注入层连接，用于向所述电流注入层注入所述产生电流或所述驱动电流。

9.根据权利要求1-7任一项所述的基于磁性斯格明子的电子神经元，其特征在于，还包括：

外围电路，与所述环形探测装置电连接，设置为在所述环形探测装置探测到所述磁性斯格明子时输出一电信号。

10.一种人工神经网络，包括若干相互连接的神经元，其特征在于，所述神经元为权利要求1-9任一项所述的基于磁性斯格明子的电子神经元。