Металлические оксидные мемристоры привлекают большое внимание в областях энергонезависимой памяти, интеллектуальных сенсоров и нейроморфных вычислений благодаря широкому выбору материалов, низкой стоимости и совместимости с технологией CMOS. Однако из-за значительных колебаний порогового напряжения, нестабильности переключения и плохой циклической надежности практическое применение и ценность текущих металлических оксидных мемристоров ограничены. В данной работе использован ZnO в качестве функционального слоя изменения сопротивления, с внедрением ультратонкого (2 нм) изоляционного слоя оксида алюминия методом атомного слоя напыления, что эффективно регулирует рост и разрыв проводящих филаментов устройства, значительно повышая стабильность переключения и увеличивая коэффициент переключения тока до более чем 10⁴, одновременно заметно снижая диапазон колебаний порогового напряжения. Устройство под напряжением может моделировать интеграцию-выброс биологических нейронов, самоутечку, период рефрактерности и характеризуется регулировкой времени возбуждения с помощью амплитуды электрического импульса. Кроме того, воздействие ультрафиолетового света с длиной волны 365 нм дополнительно снижает пороговое напряжение и сокращает время возбуждения устройства. Основываясь на фотонно-электрическом совместном регулировании устройства, путем построения массива мемристоров 64×64 успешно реализовано извлечение и уточнение характеристик оптических входных траекторий, что предоставляет эффективную стратегию для продвижения развития нейроморфных вычислений.

мемристор; ультратонкий оксид алюминия; нейрон; фотонно-электрическое совместное управление