由氧化/SiN/TaN电阻切换装置模拟的人工突触用于神经形态系统
Dongyeol Ju1, Sunghun Kim1, Sungjun Kim1
1Division of Electronics and Electrical Engineering, Dongguk University, Seoul 04620, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
这项研究介绍了一种能够实现短期和长期记忆的ITO/SiN/TaN记忆器. 这种双重记忆能力为先进的神经形态系统提供了设计灵活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 神经形态系统需要模仿生物突触的先进记忆装置.
- 记忆器为模拟突触功能提供了有希望的特性.
- 现有的memristor技术在实现短期和长期内存功能方面面临着挑战.
研究的目的:
- 为了制造和表征一个氧化/化/化 (ITO/SiN/TaN) 记忆器装置.
- 分析用于神经形态应用的ITO/SiN/TaN记忆器的电性能.
- 为了研究该设备模拟生物灵感突触可塑性的潜力.
主要方法:
- ITO/SiN/TaN记忆器设备的制造.
- 使用传输电子显微镜 (TEM) 和X射线光电谱 (XPS) 的材料特征.
- 电气分析包括直流扫描,模拟重置调制和脉冲响应控制.
主要成果:
- 在5mA的合规电流下实现了均的双极切换.
- 观察到长期记忆的模拟重置现象和短期记忆的控制脉冲响应.
- 成功模拟了使用Hebbian学习规则的突触特征,例如尖峰率依赖可塑性 (SRDP) 和尖峰时间依赖可塑性 (STDP).
结论:
- ITO/SiN/TaN记忆器显示了短期和长期记忆的共存.
- 这种双内存特性为未来的神经形态设备设计提供了显著的灵活性.
- 该设备显示了创造更高效和生物可信的人工神经网络的潜力.


