Controllable resistive switching of STO:Ag/SiO2-based memristor synapse for neuromorphic computing

记忆电阻器 神经形态工程学 长时程增强 电阻随机存取存储器 材料科学 光电子学 电导 突触重量 突触可塑性 计算机科学 人工神经网络 突触 纳米技术 非易失性存储器 电压 神经科学 电子工程 电气工程 人工智能 物理 化学 凝聚态物理 受体 工程类 生物 生物化学
作者
Nasir Ilyas,Jinyong Wang,Chunmei Li,Hao Fu,Dongyang Li,Xiangdong Jiang,Deen Gu,Yadong Jiang,Wei Li
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
卷期号:97: 254-263 被引量:78
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.04.071
摘要

Resistive random-access memory (RRAM) is a promising technology to develop nonvolatile memory and artificial synaptic devices for brain-inspired neuromorphic computing. Here, we have developed a STO:Ag/SiO2 bilayer based memristor that has exhibited a filamentary resistive switching with stable endurance and long-term data retention ability. The memristor also exhibits a tunable resistance modulation under positive and negative pulse trains, which could fully mimic the potentiation and depression behavior like a bio-synapse. Several synaptic plasticity functions, including long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD), paired-pulsed facilitation (PPF), spike-rate-dependent-plasticity (SRDP), and post-tetanic potentiation (PTP), are faithfully implemented with the fabricated memristor. Moreover, to demonstrate the feasibility of our memristor synapse for neuromorphic applications, spike-time-dependent plasticity (STDP) is also investigated. Based on conductive atomic force microscopy observations and electrical transport model analyses, it can be concluded that it is the controlled formation and rupture of Ag filaments that are responsible for the resistive switching while exhibiting a switching ratio of ~103 along with a good endurance and stability suitable for nonvolatile memory applications. Before fully electroforming, the gradual conductance modulation of Ag/STO:Ag/SiO2/p++-Si memristor can be realized, and the working mechanism could be explained by the succeeding growth and contraction of Ag filaments promoted by a redox reaction. This newly fabricated memristor may enable the development of nonvolatile memory and realize controllable resistance/weight modulation when applied as an artificial synapse for neuromorphic computing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CodeCraft应助jjy采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
愚者先生完成签到 ,获得积分10
2秒前
不安莺完成签到,获得积分10
2秒前
dai完成签到,获得积分10
2秒前
yu发布了新的文献求助10
2秒前
欣慰的千易完成签到,获得积分10
3秒前
QLG发布了新的文献求助10
3秒前
我是老大应助psen3采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
Jane发布了新的文献求助10
6秒前
潇洒皮带完成签到,获得积分10
6秒前
元气马完成签到,获得积分10
6秒前
jiangjiang发布了新的文献求助10
6秒前
海鲸落完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
YI_JIA_YI发布了新的文献求助20
8秒前
愚者先生关注了科研通微信公众号
9秒前
渡边卯卯发布了新的文献求助10
9秒前
play6761发布了新的文献求助10
9秒前
小太阳发布了新的文献求助30
9秒前
11秒前
水泥完成签到,获得积分10
11秒前
雨晴发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
科研通AI2S应助韩靖仇采纳,获得10
13秒前
13秒前
黄辉冯完成签到,获得积分10
14秒前
虚心碧发布了新的文献求助10
14秒前
lxx完成签到,获得积分20
15秒前
hhhhhhl完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6385775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8199400
关于积分的说明 17343740
捐赠科研通 5439340
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876662
邀请新用户注册赠送积分活动 1853035
关于科研通互助平台的介绍 1697253