Yapay sinaps taklit eden memristör araştırmalarındaki gelişmeler
Bugün Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi
Von Neumann mimarisine dayanan geleneksel dijital bilgisayar, veri işleme ve depolamayı birbirinden ayıran, iş verimliliğini sınırlayan ve büyük güç tüketimi getiren, büyük veri çağında hesaplama karmaşıklığı gereksinimlerini karşılayamayan bir yapıya sahiptir. Aynı zamanda, yukarıda belirtilen kusurlar, derin öğrenme sinir ağlarının daha da gelişmesini de engellemektedir. İnsan beyninin sinaps yapısından öğrenmek, basit yapıya, düşük güç tüketimine ve sürekli ayarlanabilir yüksek ve düşük dirençli durumlara sahip uçucu olmayan dirençli bir memristör oluşturmak, beyin benzeri nöromorfik hesaplamanın gerçekleştirilmesinde çok önemli bir adımdır.
Şu anda, sinaptik yarıkta nörotransmitter salınımı sürecini ve biyolojik sinir sisteminde elektrik sinyali iletiminin düzenlenmesini taklit ederek oluşturulan çok kapılı yapay nöron transistörleri, sıklıkla yüksek ve düşük direnç durumlarında mutasyonlar sergiler. Bununla birlikte, 2D malzemelere dayalı iki terminalli dirençli anahtarlama cihazları, tipik olarak, yüksek dirençli bir durumdan düşük dirençli bir duruma ani değişiklikler gösterir.
Yukarıdaki sorunları çözmek için, Çin Bilimler Akademisi, Şanghay Mikrosistemler ve Bilgi Teknolojileri Enstitüsü'nde araştırmacı olan Ding Guqiao, Shenzhen Üniversitesi Elektronik Bilim ve Teknoloji Okulu'nda doçent olan Han Suting ve Zhou ile işbirliği yaptı. Yeni bir karbon bazlı iki boyutlu yarı iletken malzeme kullanan Shenzhen Üniversitesi İleri Araştırma Enstitüsü'nde araştırmacı olan Ye, C3N, ayarlanabilir sinaptik davranışa sahip yapay bir sinaps taklit eden memristör uygular. Cihaz, art arda voltaj taramaları ile direnç değerinin kademeli olarak değiştiği tipik bellek davranışı elde edebilir. Atmosfer basıncına yakın X-ışını fotoelektron spektroskopisi, C3N ince filmdeki proton iletim sürecinin cihazın hafıza özelliklerini gerçekleştirdiğini doğruladı. C3N'deki çok sayıda kafes N atomu, onu yüksek kaliteli bir proton kabul eden malzeme yapar. Aynı zamanda, C3N ve PVPy arasındaki hidrojen bağı ağı proton iletimini kolaylaştırır. Memristör, uyarıcı postsinaptik akımlar, çift darbe kolaylaştırma, çift darbe önleme, çift darbe kolaylaştırmanın çift darbe önlemeye dönüştürülmesi ve tonik sonrası güçlenme dahil olmak üzere çeşitli biyolojik sinapslarda sinaptik plastisite simülasyonunu gerçekleştirebilir.
Bu çalışma, proton ileten memristör tabanlı yapay sinapsların, nöromorfik hesaplama sistemlerini daha da inşa etmede büyük potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Aynı zamanda, bu çalışma aynı zamanda yeni karbon bazlı iki boyutlu yarı iletken malzeme C3N'nin uygulama araştırmasında bir başka atılımdır. C3N Composite tabanlı Memristor'da Gerçekleştirilen Tunable Synaptic Behavior başlıklı ilgili çalışma çevrimiçi olarak Nano Energy'de yayınlandı.İlk yazarlar Shenzhen Üniversitesi Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Okulu'nda yardımcı araştırmacı olan Zhou Li ve doktora sonrası bir araştırmacı olan Yang Siwei'dir. Şanghay Mikrosistemler Enstitüsü'nden Dr.
Bu çalışma, Doktora Sonrası Yenilik Yetenek Destek Programı (BX201700271), Doktora Sonrası Program (2017M621564), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (11774368), Gençlik Fonu (11804353) ve Şanghay Bilim ve Teknoloji Başarı Dönüşüm Programı ( 1851110600).
Shanghai Institute of Microsystems ve diğerleri, yapay sinaptik analog memristor araştırmalarında ilerleme kaydetmiştir.
Kaynak: Şanghay Mikrosistemler ve Bilgi Teknolojileri Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Son zamanlarda, WeChat kamu hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaraları ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi"nin resmi hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız olarak ayarla"yı seçin
