A low-power artificial spiking neuron based on ionic memristor for modulated frequency coding

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作者
Yulin Liu,Wei Wang,Shang He,Huiyuan Liu,Qilai Chen,Gang Li,Jipeng Duan,Yanchao Liu,Lei He,Yongguang Xiao,Shaoan Yan,Xiaojian Zhu,Run‐Wei Li,Minghua Tang
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:99 (4): 045941-045941 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1402-4896/ad317a
摘要

Abstract Neurons encode information through firing spikes with rich spatiotemporal dynamics. Using artificial neuron hardware based on memristors to emulate neuronal firing is of great significance for advancing the development of brain-like computing and artificial intelligence. However, it is still challenging to achieve low power frequency coding in memristive artificial neurons. Here, a low-power ionic memristor based on Pt/HfO 2 /Ag is reported for artificial spiking neurons. The device is driven by a low bias current and the filament dynamically ruptures and forms, producing oscillated voltage spikes that resemble neuronal spikes. The oscillation frequency increases from 0.5 Hz to ∼2.18 Hz with the stimulation current increasing from 1 nA to 5 nA, enabling the emulation of neuronal frequency-coding function. The low power consumption of ∼70 pJ per pulse indicates that the device is promising for energy-efficient neuromorphic computing applications. In addition, the device is found to be capable of simulating the phasic,adaptive, and burst firing modes of neurons.
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