ساخت سیناپس الکترونیکی با قابلیت حفظ و یادگیری

در حالت اولیه و شرایط
پایه این سیستم دارای مقاومت بالایی است. با تغییر ولتاژ، هم به‌سوی اعداد
منفی و هم مثبت، مقاومت این به‌صورت غیرخطی کاهش می‌یابد اما به‌زودی به
مقدار اولیه خود برمی‌گردد در واقع سیستم از یک شرایط گذار عبور می‌کند. با
اعمال پالس‌های منفی یا مثبت در نوک الکترود یک افت کوچک اتفاق افتاده و
سپس تغییر ولتاژ مثبت یا منفی منجر به یک حالت غیرگذار می‌شود که نشان از
یک مقاومت دوقطبی دارد این حالت برای مدت طولانی باقی می‌ماند.

این گروه
تحقیقاتی بین ویژگی‌های این دستگاه – حالت‌های گذار و غیرگذار و همچنین
فرآیند کاهش جریان در اثر پالس‌های ولتاژی مثبت- با مدل‌های رفتاری عصبی
مشابهت‌هایی می‌بینند، این رفتار در واقع حافظه کوتاه مدت، بلند مدت و
فرآیند فراموشی است. محققان می‌گویند این رفتار در نتیجه نفوذ یون‌های
اکسیژن از این دستگاه در پاسخ به اعمال ولتاژ است. با تجمع یون‌های اکسیژن
در الکترودها، سد پتانسیلی موسوم به سد شبه شوتکی ایجاد می‌شود که این کار
موجب تغییر مقاومت خواهد شد. رفتار سوئیچی دوقطبی پایدار در این سیستم
منتسب به تشکیل فیلامانت رسانای الکتریکی و جذب اکسیژن به الکترودهای
پلاتین است.محققان چنین نتیجه گرفتند که این قابلیت‌ها می‌تواند در تولید
مدارهای و حافظه‌های آنالوگ و همچنین شبکه‌های عصبی دیجیتال مورد استفاده
قرار گیرد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان On-Demand
Nanodevice with Electrical and Neuromorphic Multifunction Realized by
Local Ion Migration  در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.