用于生物真实感计算的动态 SrTiO3 忆阻器中依赖电导的光响应
新兴技术
2026-02-05 v2
摘要
现代计算机使用静态存储组件执行预定义操作，而生物系统则通过突触和神经元中固有的动态、时间依赖过程进行学习。生物学习过程还依赖于全局信号——神经调质——这些信号根据其动态内部状态同时影响许多突触。在本研究中，我们利用光辐射作为全局神经调质信号，研究了可作为固态突触的纳米级 SrTiO3 (STO) 忆阻器。通过多种测量，我们证明该忆阻器的光响应依赖于其电导状态，并遵循一个明确的平方根关系。此外，我们还展示了光激发后电导以 1 - 10 秒范围内的时间常数衰减，并且这种效应可以通过电偏压进行可靠控制。这些特性，结合我们器件的低功耗操作（每个光脉冲 < 1pJ）和较小的测量变异性，可能为在电光硬件中实现复杂生物学习过程的空间和能量高效实现铺平道路。
引用
@article{arxiv.2509.22767,
title = {Conductance-dependent Photoresponse in a Dynamic SrTiO3 Memristor for Biorealistic Computing},
author = {Christoph Weilenmann and Hanglin He and Marko Mladenović and Till Zellweger and Kevin Portner and Klemens Bauer and Guillaume Bellec and Mathieu Luisier and Alexandros Emboras},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.22767},
year = {2026}
}