Das neuromorphe Rechnen auf Basis von Memristoren verspricht, das von-Neumann-Flaschenhals zu überwinden und zu energieeffizienter Datenverarbeitung beizutragen. Organische Polymere sind aufgrund ihrer hervorragenden Halbleiter- und photoelektrischen Eigenschaften sowie der Vorteile der Lösungsmittelverarbeitung ideale Kandidaten für kostengünstige Memristoren und synaptische Anwendungen. Allerdings begrenzen die hohen Betriebsspannungen und das zufällige Umschalten des Widerstandszustands bei Polymer-Memristoren deren Einsatz in neuromorphen Chips und erhöhen die Komplexität der Peripherieschaltungen. In dieser Studie wurde das mit der ionischen Flüssigkeit [EMIM][PF₆] dotierte organische Polymer MEH-PPV als aktive Schicht zur Konstruktion eines vertikalen Memristors verwendet. Durch elektrische Eingabe werden verschiedene kurz- und langfristige synaptische Plastizitätsverhalten moduliert, die Betriebsspannung deutlich gesenkt und der einstellbare Leitfähigkeitsbereich erweitert. Der Memristor erreicht bei mV-Spannungen wichtige Merkmale biologischer Synapsen mit optischer Steuerung sowie gehirnähnliche Lern- und Speicherfunktionen und integriert Sensorik, Speicherung und Verarbeitung optischer Signale. Darauf aufbauend wird das organische Synapsenarray für Mustererkennungs- und Speicheraufgaben im menschlichen visuellen Nervensystem angewendet. Die Ergebnisse bieten wichtige Leitlinien für das Design der nächsten Generation energieeffizienter, leistungsfähiger organischer neuromorpher Geräte.

Memristor;Organisches Polymer;Ionische Flüssigkeit;Photoelektrische Synapse;Bilderkennung