보안 응용을 포함한 컴퓨팅의 최근 발전, Monte Carlo 시뮬레이션, 확률적 컴퓨팅은 강건한 확률 요소에 대한 수요를 증가시켰다. 역치 스위칭(TS) 특성을 갖는 이온-이동 매개 변동성 멤리스터는, 확률적인 전도성 필라멘트(CF) 형성과 파괴로 인해 유망한 물리적 엔트로피 소스로 부상하고 있다. 그러나 엔트로피 소스로서 멤리스터를 최적화하기 위해서는 이온 이동과 그에 연관된 CF 형성/파괴를 적극적으로 촉진하는 재료 시스템이 필요하며, 또한 이들의 결합 전기열(electrothermal) 거동에 대한 정량적 이해가 요구된다. 본 연구에서는 이온-이동 경로를 향상시키는 다공성 나노로드(NRs) 기반 산화물 층을 통합함으로써, 후처리 없이도 신속한 장치 중심의 디지털 및 아날로그 무작위 출력을 구현하였다. 더 나아가, 주사 열 현미경(SThM)을 사용하여 다중 CF의 확률적 동역학을 직접 가시화하고, 전기열 시뮬레이션을 통해 이를 검증함으로써 소자의 고유한 무작위성을 확인하였다. 마지막으로, 이중모달(디지털 및 아날로그) 진정 무작위 수 생성기(TRNG)와 확률적 컴퓨팅 플랫폼은 TS 멤리스터가 확률 지향 응용을 위한 조절 가능하고 강건한 무작위성의 소스로서의 활용성을 보여주었다.

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