Artificial Synapses based on the Photoconductance of LaAlO₃/SrTiO₃ Quantum Wells
Al llarg dels últims anys, hi ha hagut un interès creixent en sistemes que, inspirats pels descobriments en neurobiologia, processen la informació sobre la base de xarxes neuronals on la plasticitat sinàptica és l'element nuclear per a desenvolupar càlculs o fins i tot per a emmagatzematge d�...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:233858 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/233858 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Compostos inorgànics Sinapsi Fotoconductivitat |
| Sumario: | Al llarg dels últims anys, hi ha hagut un interès creixent en sistemes que, inspirats pels descobriments en neurobiologia, processen la informació sobre la base de xarxes neuronals on la plasticitat sinàptica és l'element nuclear per a desenvolupar càlculs o fins i tot per a emmagatzematge d'informació. En aquest domini de recerca, que comprèn la computació neuromòrfica, un dels objectius és replicar aspectes bàsics de tasques cognitives complexes mitjançant l'emulació de xarxes neuronals i sinapsis artificials, amb l'objectiu de superar el paradigma computacional basat en l'arquitectura de von Neumann. En aquesta Tesi, s'han investigat les propietats òptiques de les interfícies entre els materials LaAlO3 i SrTiO3, havent-se trobat que en aquests sistemes la fotoconductància observada pot explotar-se per a desenvolupar sinapsis òptiques artificials. En particular, s'ha descobert que la conductància d'aquestes interfícies pot augmentar o disminuir plàsticament, en resposta a polsos òptics de diferents longituds d'ona. La foto-resposta observada depèn de l'ordre d'arribada d'estímuls òptics de diferents longituds d'ona, i aplana el camí per a la implementació de plasticitat sinàptica i, més específicament, del fenomen STDP (Spike-Timing Dependent Plasticity) estimulat per impulsos òptics. En la Tesi es discuteix l'origen de la foto-resposta observada i es conclou que és causada per dos processos de fotoexcitació, és a dir, l'excitació d'electrons situats en estats electrònics originats per defectes relacionats amb centres de tipus DX i, paral·lelament, la fotoexcitació a estats superficials a través d'efecte túnel quàntic. Com s'ha esmentat més amunt, es mostra que aquesta foto-resposta es pot adaptar per aconseguir STDP, usant la conductància de pous quàntics epitaxials de LaAlO3 / SrTiO3 com sinapsis òptiques. La possibilitat d'explotar la fotoconductància de LaAlO3 / SrTiO3 per a emular algunes tasques cognitives bàsiques també s'explora en la Tesi. S'analitza també la fotoconductància de interfícies amorfes de LaAlO3 / SrTiO3, on la conductància és sensible a condicions d'il·luminació en entorns ben il·luminats. S'inclou una discussió sobre la perspectiva de fer servir la fotoconductància dels pous quàntics de LaAlO3 / SrTiO3 per a aplicacions en visió neuromòrfica. |
|---|