Forscher der Seoul National University und der Yonsei University haben einen monolithisch dreidimensional integrierten Memristor-Thin-Film-Transistor-Stack für elektrisch programmierbares, multimodales Reservoir-Computing beschrieben. Im Mittelpunkt steht ein Reservoir-Kernel, dessen zeitliches Verhalten sich nicht nur durch das Material selbst, sondern gezielt über die Transistoransteuerung einstellen lässt.
Reservoir-Computing gilt als effizienter Ansatz für die Verarbeitung zeitlicher Signale. In vielen Hardware-Umsetzungen sind die Dynamiken jedoch fest vorgegeben oder nur eng justierbar, weil sie an intrinsische Relaxationszeiten gekoppelt sind. Der hier vorgestellte Aufbau adressiert genau diesen Punkt: Die zeitlichen Eigenschaften lassen sich elektrisch über einen breiten Bereich programmieren.
Technisch basiert die Struktur auf einer vertikalen, monolithischen Integration von Ru/HfO2/TiN-Memristoren mit In2O3-Kanal-TFTthin film transistorsTransistoren, deren aktiver Halbleiter als dünne Schicht abgeschieden wird, etwa in Displays.s. Die Transistoren modulieren dabei die leitfähigen Zustandsänderungen der Memristoren. Damit wird die memristive Leitfähigkeitsdynamik nicht allein vom Bauelement selbst bestimmt, sondern durch die Kombination beider Ebenen beeinflusst.
Die Arbeit zeigt damit eine dreidimensionale integrierte Schaltungstopologie für neuromorphes Rechnen, bei der sich mehrere Betriebsarten des Reservoirs elektrisch einstellen lassen. Weitere technische Details über Umfang, Kennzahlen oder eine Einordnung in eine konkrete Fertigungsplattform werden in dem veröffentlichten Abstract-Ausschnitt nicht genannt.