К мемристорам в контексте зарождающейся памяти и нейроморфных вычислений: обзор

Резистивная оперативная память (RRAM), также известная как мемристоры, имеющая простую двухконтактную структуру устройства, удовлетворяет почти всем фундаментальным требованиям для энергозависимой памяти, энергонезависимой памяти и нейроморфной функциональности. Память и нейроморфное поведение таких устройств в настоящее время изучаются в материалах различного происхождения, включая биологические материалы, перовскиты, двумерные материалы и оксиды переходных металлов. В данном обзоре обсуждаются различные электрические поведения, демонстрируемые RRAM-устройствами на основе этих материалов, с кратким объяснением соответствующих механизмов переключения. Далее рассматриваются новые технологии памяти на основе мемристоров и их потенциальные нейроморфные приложения, при этом разъясняются различные методики инженерии материалов, применяемые при изготовлении устройств для улучшения памяти и нейроморфных характеристик по показателям таким как отношение ION/IOFF, выносливость, зависимая от времени пластичность спайков (STDP) и облегчение при парных импульсах (PPF) и другим. Подробно анализируется эмуляция ключевых биологических синаптических функций, реализованная в различных переключающих материалах, включая неорганические оксиды металлов и новые органические материалы, а также в разнообразных структурах устройств, таких как однослойные и многослойные гетероструктуры и крест-барные матрицы. Наконец, обсуждаются текущие проблемы и перспективы развития мемристоров на основе неорганических и новых материалов.