A computação neuromórfica de inspiração biológica oferece uma abordagem revolucionária ao replicar funcionalidades semelhantes às do cérebro em eletrônicos de próxima geração. Este estudo apresenta dois dispositivos de memória resistiva flexíveis fabricados usando pulverização catódica por magnetron DC, D1(Nb/V2O5/Ni) e D2(Nb/NbOx/V2O5/Ni). O dispositivo D1 exibe comutação abrupta de SET e RESET gradual, enquanto D2 demonstra comutação resistiva totalmente gradual (GRS), altamente desejável para comportamento sináptico analógico. Mecanisticamente, D1 é governado principalmente por vacâncias de oxigênio, enquanto D2 se beneficia da interação sinérgica entre vacâncias de oxigênio e camadas interfaciais de NbOx/NiO, confirmadas pelo perfil de profundidade XPS. Essas camadas interfaciais melhoram significativamente o desempenho GRS e a fidelidade sináptica do D2. Ambos os dispositivos exibem controle de vacâncias de oxigênio dependente da temperatura, o que aumenta dinamicamente a janela de memória, diminuindo a relação ON/OFF. Estados resistivos multiníveis são gerados em ambos os dispositivos controlando a corrente de conformidade, com D2 superando D1 exibindo uma janela de memória mais alta (~552) e resistência excepcional além de 7.000 ciclos. Além disso, ambos os dispositivos replicam efetivamente funções sinápticas biológicas, como LTP e LTD. No entanto, D2 também imita dinâmicas neurais complexas, incluindo plasticidade dependente do tempo e da taxa de pico. A simulação da rede neural synthetic do D2 demonstra um excelente nível de precisão de ~ 86,75%, atribuído à sua modulação de peso analógica linear e simétrica e a múltiplos estados de condutância. Estes resultados destacam o potencial dos dispositivos baseados em V2O5 para computação neuromórfica de alto desempenho.
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