基于BTO/STO忆阻器并在金离子注入下实现的神经形态计算人工突触

《Journal of Materials Chemistry C》：Neuromorphic computational artificial synapses based on a BTO/STO memristor under Au ion implantation

人工突触器件性能优化研究：通过Au离子注入BaTiO3/SrTiO3复合薄膜制备的忆阻器在保持高ON/OFF比（600提升至10^4）的同时，成功实现长时程增强/抑制（LTP/LTD）、脉冲时间依赖可塑性（STDP）及脉冲配对促进（PPF）等生物突触核心特性，为神经形态计算器件发展提供了新思路。

　　

人工突触的成功制造对于开发高度集成的神经形态设备至关重要。值得注意的是，忆阻器功能氧化膜的缺陷会严重影响人工突触的稳定性以及神经形态计算的基本组件的性能。在这项研究中，由BaTiO₃（BTO）和SrTiO₃（STO）薄膜构成的忆阻器在经过金离子注入后，在I-V循环中的稳定性得到了提升，同时多级存储性能也得到了增强。注入离子后，该设备的开/关比从600提高到了10⁴。此外，这种密度为10¹² cm^-2的设备能够实现基本的生物突触功能，包括长期增强/抑制（LTP/LTD）、成对脉冲 facilitation（PPF）和尖峰时间依赖性可塑性（STDP）。这些实验结果为后续人工突触设备的发展提供了一个新的研究方向。