뉴로모픽 응용을 위한 이중 모드 멤리스터의 단기 및장기 기억 특성 구현
Implementation of Short-Term and Long-Term Memory Characteristics in Dual-Mode Memristors for Neuromorphic Applications
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구는 동일한 물리적 소자에서 전압 조건에 따라 강유전성(FM)과 저항성(RM) 멤리스터를 선택적으로 제어할 수 있는 새로운형태의 이중 모드 멤리스터를 제시한다. FM 모드는 분극 누적에 기반한 단기기억(STM) 특성을, RM 모드는 안정적인 필라멘트 형성에 의한 장기기억(LTM) 특성을 나타냄을 실험적으로 규명하였다. 두 모드의 시냅틱 가소성 차이를 EPSC 기반 지표로 정량화하였으며, FM에서 높은 단기 강화 특성을 확인하였다. 또한 제안 소자를 활용해 MLP 및 reservoir computing 시스템을 구성하여MNIST 분류에서 각각 95.14 %, 94.2 %의 높은 정확도를 달성하였다. 본 연구는 하나의 소자에서 STM-LTM 기능과 다양한 신경망 연산을 동시에 가능하게 하는 멀티기능 뉴로모픽 플랫폼의 가능성을 제시한다.
Abstract
This study presents a new type of dual-mode memristor capable of selectively operating in either ferroelectric(FM) or resistive (RM) switching modes within a single physical device, depending on the applied voltage conditions. The FM mode demonstrates polarization-driven short-term memory (STM), whereas the RM mode exhibits filamentarylong-term memory (LTM). Synaptic plasticity in both modes was quantified using EPSC-based metrics, confirmingthe superior short-term facilitation of FM. The device was further applied to MLP and reservoir computing systems,achieving MNIST classification accuracies of 95.14 % and 94.2 %, respectively. These results highlight the potentialof the proposed device as a multifunctional neuromorphic platform capable of simultaneously supporting STM-LTMdynamics and diverse neural network operations.