Эффект резистивного переключения в конденсаторных и кроссбар-структурах на основе поли-п-ксилилена

Работа посвящена исследованию мемристивных структур на основе поли-п-ксилилена (ППК) для нейроморфных вычислительных систем (НВС). Экспериментально установлено, что структуры металл/ППК/металл демонстрируют стабильное резистивное переключение (РП) с характеристиками, приемлемыми для применений в НВС: Roff/Ron > 103, выносливостью более 1000 циклов РП, временем сохранения состояния свыше 104 секунд и возможностью реализации до 16 устойчивых резистивных состояний. Наибольшую эффективность показали структуры с медным верхним электродом. Установлен механизм РП, связанный с образованием и разрушением металлических проводящих филаментов в слое ППК под действием электрического поля. Разработана феноменологическая модель, адекватно описывающая наблюдаемые эффекты РП. Впервые продемонстрирована возможность реализации биологически правдоподобной синаптической пластичности, включая STDP-механизмы (пластичность, зависящую от временного интервала между спайками) с возможностью дофаминоподобной модуляции. На основе исследованных структур созданы и испытаны прототипы НВС, способных к ассоциативному обучению и распознаванию образов. Полученные результаты открывают новые перспективы для создания энергоэффективных нейропроцессоров и биосовместимых электронных устройств.