p (a):Propriedade de memória volátil (curto prazo) de dois dispositivos terminais Pt / WO3-x / Pt antes do processo de formação. Mudança de corrente observada pela aplicação de sequência de pulsos de tensão positiva em intervalos de 40 se larguras de 0,5 s. A tensão de leitura foi de 0,5 V. (b):Propriedade de memória não volátil (longo prazo) no dispositivo após o processo de formação após a aplicação da sequência de pulsos positivos e negativos com larguras de 0,1 ms. A tensão de leitura foi de 0,1 V. (c):Ilustração esquemática das estruturas do dispositivo antes e depois do processo de formação.
p Pesquisadores no Japão e nos Estados Unidos propõem um dispositivo nanoiônico com uma variedade de multifunções neuromórficas e elétricas que podem permitir a fabricação de circuitos configuráveis sob demanda, memórias analógicas e redes digitais-neurais fundidas em uma arquitetura de dispositivo. p Dispositivos sinápticos que imitam os processos de aprendizagem e memória em organismos vivos estão atraindo ávido interesse como uma alternativa aos elementos de computação padrão que podem ajudar a estender a lei de Moore além dos limites físicos atuais.
p No entanto, até agora, os sistemas sinápticos artificiais têm sido prejudicados por requisitos de fabricação complexos e limitações nas funções de aprendizagem e memória que eles imitam. Agora Rui Yang, Kazuya Terabe e colegas do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão e da Universidade da Califórnia, Los Angeles, nos EUA desenvolveram dois-, dispositivos nanoiônicos baseados em WO3-x de três terminais capazes de uma ampla gama de funções neuromórficas e elétricas.
p Em sua condição original, o sistema tem valores de resistência muito altos. A varredura de tensões negativas e positivas em todo o sistema diminui esta resistência não linearmente, mas logo retorna ao seu estado original, indicando um estado volátil. Aplicar pulsos positivos ou negativos no eletrodo superior introduz uma quebra suave, depois disso, a varredura das tensões negativa e positiva leva a estados não voláteis que exibem resistência bipolar e retificação por longos períodos de tempo.
p Os pesquisadores traçam semelhanças entre as propriedades do dispositivo - estados voláteis e não voláteis e o processo de desvanecimento da corrente após pulsos de tensão positiva - com modelos de comportamento neural - isto é, memória de curto e longo prazo e processos de esquecimento. Eles explicam o comportamento como resultado da migração de íons de oxigênio dentro do dispositivo em resposta às varreduras de voltagem. O acúmulo de íons de oxigênio no eletrodo leva a barreiras de potencial do tipo Schottky e às mudanças resultantes na resistência e nas características de retificação. O comportamento de comutação bipolar estável na interface Pt / WO3-x é atribuído à formação do filamento condutor elétrico e à capacidade de absorção de oxigênio do eletrodo de Pt.
p Como os pesquisadores concluem, "Esses recursos abrem um novo caminho para os circuitos, memórias analógicas, e redes neurais digitais fundidas artificialmente usando programação sob demanda por polaridade de pulso de entrada, magnitude, e histórico de repetição. "
