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Silent Synapse Activation by Plasma‐Induced Oxygen Vacancies in TiO2 Nanowire‐Based Memristor
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-08-12 , DOI: 10.1002/aelm.202000536 Xuanyu Shan 1 , Zhongqiang Wang 1 , Ya Lin 1 , Tao Zeng 1 , Xiaoning Zhao 1 , Haiyang Xu 1 , Yichun Liu 1
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-08-12 , DOI: 10.1002/aelm.202000536 Xuanyu Shan 1 , Zhongqiang Wang 1 , Ya Lin 1 , Tao Zeng 1 , Xiaoning Zhao 1 , Haiyang Xu 1 , Yichun Liu 1
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Emulation of biological synapses by electronic devices will form a foundation for realizing brain‐inspired computational systems. In addition to mimicking functional synapses, it is also important to demonstrate activation functionality of silent synapses in memristors, to emulate the evolutionary processes of human brain development. Here, a silent synapse without synaptic plasticity is achieved in a single‐crystalline TiO2 nanowire‐based memristor. Importantly, the short‐term plasticity transforms to long‐term plasticity in plasma (O2, Ar, and Ar‐H2) treated devices, representing activation of a silent synapse to a functional synapse. The memristive mechanism is attributed to the accumulation and diffusion of oxygen vacancies at the Pt/TiO2 interface, which adjusts the Schottky barrier and conductance. The use of various plasma treatments also enables synaptic function modulation by changing the density of oxygen vacancies. The results provide a feasible method for activating silent synapses and modulating synaptic learning functions in a memristor‐based artificial synapse.
中文翻译：
基于TiO2纳米线的忆阻器中的等离子体诱导的氧空位使突触激活无声。
电子设备对生物突触的仿真将为实现大脑启发的计算系统奠定基础。除了模仿功能性突触外，展示忆阻器中沉默突触的激活功能以模仿人类大脑发育的进化过程也很重要。在这里，在单晶TiO 2纳米线基忆阻器中实现了无突触可塑性的无声突触。重要的是，在血浆（O 2，Ar和Ar-H 2）处理的设备中，短期可塑性转变为长期可塑性，代表了沉默突触激活为功能突触。忆阻机制归因于Pt / TiO 2处氧空位的积累和扩散界面，可调整肖特基势垒和电导。通过改变氧空位的密度，各种等离子体处理的使用还能够调节突触功能。结果为激活基于忆阻器的人工突触中的沉默突触和调节突触学习功能提供了一种可行的方法。
更新日期：2020-09-08
中文翻译：
基于TiO2纳米线的忆阻器中的等离子体诱导的氧空位使突触激活无声。
电子设备对生物突触的仿真将为实现大脑启发的计算系统奠定基础。除了模仿功能性突触外，展示忆阻器中沉默突触的激活功能以模仿人类大脑发育的进化过程也很重要。在这里，在单晶TiO 2纳米线基忆阻器中实现了无突触可塑性的无声突触。重要的是，在血浆（O 2，Ar和Ar-H 2）处理的设备中，短期可塑性转变为长期可塑性，代表了沉默突触激活为功能突触。忆阻机制归因于Pt / TiO 2处氧空位的积累和扩散界面，可调整肖特基势垒和电导。通过改变氧空位的密度，各种等离子体处理的使用还能够调节突触功能。结果为激活基于忆阻器的人工突触中的沉默突触和调节突触学习功能提供了一种可行的方法。
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