광학적으로 자극된 시냅스 소자는 원자층 증착된 HfTiO x /Al 2 O 3 이중층 내에 매립된 금 나노입자(Au‐NPs)를 포함하며, 이를 통해 시냅스 가소성의 포토닉 조절이 가능하다. HfTiO x /Au‐NP 계면은 중성 산소 공백 부위(neutral oxygen vacancy sites)를 통해 이온화된 산소 공백(oxygen vacancies)을 생성함으로써 가시광 흡수 및 활용 효율을 향상시키며, 그 결과 소자의 도전 상태를 조절한다. 이러한 구조는 짝자극 촉진(paired‐pulse facilitation, PPF), 단기기억에서 장기기억으로의 기억 전이(STM to LTM), 그리고 스파이크-율 의존 가소성(spike‐rate‐dependent plasticity, SRDP) 등 주요 생물학적 시냅스 기능을 효과적으로 모방한다. 또한 이 소자는 이중 파장 광 자극(405 및 450 nm) 하에서 광학 논리 연산과 파블로프의 연합 학습을 시연한다. 광캐리어의 강도 의존적 생성과 산소 공백과의 비선형적 상호작용은 강건한 시냅스 거동을 가능하게 하며, 단기기억 기능을 갖춘 4 × 4 광전자 시냅스 배열에서 인간 시각 지각을 모방하는 데 기여한다. 더 나아가, 파장 및 순서에 의존하는 시냅스 반응은 빛으로 프로그래밍 가능한 저장소 컴퓨팅(reservoir computing) 시스템 설계를 위해 정밀하게 제어할 수 있다. 이러한 결과는 HfTiO x /Au‐NP/Al 2 O 3 스위칭 층이 효율적인 뉴로모픽 컴퓨팅 및 통합 광전자 시냅스를 이용한 시각 기반 정보 처리에 대한 유망한 플랫폼임을 시사한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.