Research of Memristor Effect in Crossbar Architecture for Neuromorphic Artificial Intelligence Systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This article presents the results of experimental studies of structures formed on the basis of the crossbar architecture of memristor structures made of various materials. TiO2 was used as a working memristor layer. The following materials were used for the contact pads: Al, Ni, Cr, Mo, Ta, Ag. In the course of experimental studies, the optimal combination of materials for the formation of crossbar memristor structures was revealed, which in the future can be used in devices of neuromorphic artificial intelligence systems.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. V. Polyakova

Southern Federal University

Author for correspondence.
Email: vpolyakova@sfedu.ru
Russian Federation, Taganrog

A. V. Saenko

Southern Federal University

Email: vpolyakova@sfedu.ru
Russian Federation, Taganrog

I. N. Kots

Southern Federal University

Email: vpolyakova@sfedu.ru
Russian Federation, Taganrog

A. V. Kovalev

Southern Federal University

Email: vpolyakova@sfedu.ru
Russian Federation, Taganrog

References

  1. Proydakov E.M. Современное состояние исследований в области искусственного интеллекта // Digital economy. 2018. T. 3. No. 3. P. 50.
  2. Gafarov F.M. Artificial neural networks and applications. Kazan: Kazan, 2018.
  3. Zidan M.A., Strachan J.P., Lu W.D. The future of electronics based on memristive systems // Nat. Electron. 2018. V. 1. P. 22.
  4. Kozhukhov A.S., Scheglov D.V., Fedina L.I., Latyshev A.V. The initial stages of atomic force microscope based local anodic oxidation of silicon AIP Advances 8, 025113 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5007914
  5. Colangelo F., Piazza V., Coletti С., Roddaro S., Beltram F., Pingue P. Local anodic oxidation on hydrogen-intercalated graphene layers: oxide composition analysis and role of the silicon carbide substrate. 2 May 2018. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aa59c7.
  6. Polyakova V.V., Saenko A.V. Local Anodic Oxidation for Crossbar-Array Architecture Technical Physics. 2022. V. 92. No. 8. Р. 1159–1165.
  7. Rozanov R.Yu., Kondrashov V.A., Nevolin V.K., Chaplygin Yu. A. Development and research of memristors based on metal films of nanoscale thickness // Nanoengineering. 2014. No. 2. Р. 22–28.
  8. Choi B.J., Torrezan A.C., Norris K.J., Miao F. Electrical Performance and Scalability of Pt Dispersed SiO2 Nanometallic Resistance Switch // Nano Lett. 2013. № 13 (7). Р. 3213–3217.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Technological route of crossbar architecture formation

Download (317KB)
3. Fig. 2. Desktop vacuum magnetron sputtering unit VSE-PVD-DESK-PRO

Download (288KB)
4. Fig. 3. Solver P47 PRO probe microscope

Download (236KB)
5. Fig. 4. Schematic of measuring the VAC of a mockup of crossbar memristor structures

Download (96KB)
6. Fig. 5. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Al structure

Download (108KB)
7. Fig. 6. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Ni structure

Download (95KB)
8. Fig. 7. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Cr structure

Download (114KB)
9. Fig. 8. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Mo structure

Download (132KB)
10. Fig. 9. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Ta structure

Download (155KB)
11. Fig. 10. Voltampere characteristics of Si/SiO2/Ti/TiO2/Ag structure

Download (123KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».