TiN/WO X /Pt 소자에서 경질 파괴(hard breakdown) 현상이 발생하는데, 이는 펄스 직류(DC) 스퍼터링으로 증착된 WO X 층이 금속성에 기인하기 때문이다. 특히, TiN과 TiO 2 사이에 존재하는 자연 발생 TiON 층(산소 공공 결함의 영역)의 결함 상태가 바이어스의 극성에 따라 변동함으로써 아날로그 저항 스위칭(RS)이 구현된다. 흥미롭게도 TiN/TiO 2 /WO X /Pt 소자는 전기형성(electroforming) 공정 없이 DC 전압 스윕 사이클링 동안 점진적이고 쌍극성(bipolar)인 SET 및 RESET 동작을 보인다. 아날로그 RS 거동을 기반으로 동일한 펄스 열을 통해 가전위화(potentiation)와 감전위화(depression)에서 우수한 선형성이 입증된다. 또한 도전도(conductance)를 신경망에서 가중치로 사용하였을 때, 신경형 시스템 시뮬레이션은 95% 이상의 패턴 인식 정확도를 달성한다. 더 나아가 신경형 컴퓨팅 응용을 위한 생물학적 시냅스를 모사하기 위해, 스파이크-발생률 의존 소성(spike-rate-dependent plasticity, SRDP), 스파이크-개수 의존 소성(spike-number-dependent plasticity, SNDP), 단기 소성에서 장기 소성으로의 전이, “학습-경험(learning-experience)” 거동, 쌍펄스 촉진(paired-pulse facilitation, PPF) 등 핵심 시냅스 기능이 시연된다. 마지막으로, TiN/TiO 2 /WO X /Pt 소자의 단기 기억 효과를 이용하여 저장소 컴퓨팅(reservoir computing, RC) 시스템을 구현한다. 구체적으로, 다양한 펄스 열을 사용하여 전체 16개(4비트) 상태를 구분하도록 배치되며, 저전력 소모 시스템을 구현하기 위한 간단한 알고리즘이 제안된다.

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