コスト効率が高く完全にハードウェア指向のIGZO/HZO強誘電体薄膜トランジスタに基づくレザーバーコンピューティング（RC）、電気的および光学的に区別可能な状態を持つ

要旨 ハードウェアベースのレザーバーコンピューティング（RC）システムは、エネルギー効率や効果的な予測性などの利点を提供します。レザーバーとリードアウト層の異なるスイッチング特性を実装するには、異なるタイプのデバイスまたは追加の処理が必要です。しかし、単一のデバイスでの刺激の変更によって得られる区別可能なスイッチング特性を持つRCシステムはまだ特定されていませんが、プロセスの単純さと効率的な処理コストの観点から魅力的です。本研究では、インジウム・ガリウム・亜鉛・酸化物チャネルとHf 0.5 Zr 0.5 O 2強誘電体層を使用した強誘電体薄膜トランジスタ（FeTFT）デバイスを用いるRCシステムを開発しました。非揮発性のFeTFTは、電気刺激を通じて強誘電体層の残留極性特性を利用し、安定した保持特性（10 4 s）と長期的な増強/抑圧を示します。光刺激を使用することで、揮発性のFeTFTはペアパルス促進などの短期的特性と4ビットRCシステムを示します。これは、単一のFeTFTに適用される刺激のタイプを変えるだけで、レザーバーとリードアウトネットワークの両方の機能要件を満たすことが可能であることを証明します。最後に、完全にFeTFTベースのRCシステムは、修正された国家標準技術研究所データベースから数字パターンを90.5%の高精度で認識することができます。