Analog programming of CMOS-compatible Al2O3/TiO2−x memristor at 4.2 K after metal-insulator transition suppression by cryogenic reforming
Notice bibliographique
Résumé
Exploration of memristors' behavior at cryogenic temperatures has become crucial due to the growing interest in quantum computing and cryogenic electronics. In this context, our study focuses on the characterization at cryogenic temperatures (4.2 K) of TiO2−x-based memristors fabricated with a CMOS-compatible etch-back process. We demonstrate a so-called cryogenic reforming (CR) technique performed at 4.2 K to overcome the well-known metal-insulator transition (MIT), which limits the analog behavior of memristors at low temperatures. This cryogenic reforming process was found to be reproducible and led to a durable suppression of the MIT. This process allowed to reduce by ∼20% the voltages required to perform DC resistive switching at 4.2 K. Additionally, conduction mechanism studies of memristors before and after cryogenic reforming from 4.2 to 300 K revealed different behaviors above 100 K, indicating a potential change in the conductive filament stoichiometry. The reformed devices exhibit a conductance level that is 50 times higher than ambient-formed memristor, and the conduction drop between 300 and 4.2 K is 100 times smaller, indicating the effectiveness of the reforming process. More importantly, CR enables analog programming at 4.2 K with typical read voltages allowing to store up to 4 bits of information on a single CR memristor. Suppressing the MIT improved the analog switching dynamics of the memristor leading to ∼250% larger on/off ratios during long-term depression (LTD)/long-term potentiation (LTP) resistance tuning. This enhancement opens up the possibility of using TiO2−x-based memristors to be used as synapses in neuromorphic computing at cryogenic temperatures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».