Memristores flexíveis baseados em interface V2O5 projetados para computação neuromórfica de alto desempenho inspirada no cérebro


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 de magnetron DC, D1(Nb/V2Ó5/Ni) e D2(Nb/NbOx/V2Ó5/Ni). Dispositivo D1 exibe mudança 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 beneficia da interação sinérgica entre vagas de oxigênio e NbO interfacialxCamadas /NiO, confirmadas pelo perfil de profundidade XPS. Essas camadas interfaciais melhoram significativamente D2desempenho GRS e fidelidade sináptica. 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, D.2 também imita dinâmicas neurais complexas, incluindo plasticidade dependente do tempo e da taxa de pico. Simulação de D2A rede neural synthetic do 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 de V2Ó5dispositivos baseados em computação neuromórfica de alto desempenho.

Memristores flexíveis baseados em interface V2O5 projetados para computação neuromórfica de alto desempenho inspirada no cérebro

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