Electric-Double-Layer Coupled Oxide-Based Neuromorphic Transistors Studies

این کتاب بر روی شبیه‌سازی‌های انعطاف‌پذیری سیناپسی ضروری و برنامه‌های محاسباتی نورومورفیک متمرکز است که با کمک دستگاه‌های سیناپسی سه ترمینالی مبتنی بر ترانزیستورهای دو لایه الکتریکی مبتنی بر اکسید یونی (EDL) تحقق یافته است.

برای تکرار قدرت محاسباتی قوی، پلاستیکی و مقاوم به خطای مغز انسان، تقلید انعطاف پذیری سیناپسی ضروری و محاسبه نورون/سیناپس توسط دستگاه های الکترونیکی به طور کلی به عنوان مراحل کلیدی در نظر گرفته می شود. این کتاب نشان می‌دهد که تشکیل یک EDL در رابط دی‌الکتریک/کانال که کمی از محرک‌ها عقب است را می‌توان به جفت الکترواستاتیک بین یون‌ها و الکترون‌ها نسبت داد. این مکانیسم زمینه ساز تقلید رفتارهای سیناپسی کوتاه مدت است. علاوه بر این، نشان می‌دهد که فرآیندهای دوپینگ/ددوپینگ الکتروشیمیایی در کانال نیمه‌رسانا توسط یون‌های نفوذ شده از الکترولیت می‌تواند برای شبیه‌سازی رفتارهای سیناپسی طولانی‌مدت استفاده شود. در نهایت، این ترانزیستورهای سیناپسی را در یک سیستم بصری مصنوعی به کار می‌برد تا پتانسیل ساخت سیستم‌های نورومورفیک را نشان دهد. بر این اساس، این کتاب منبع منحصر به فردی در درک رابط مغز و ماشین، تراشه های مغز مانند، سیستم های شناختی مصنوعی و غیره ارائه می دهد.

This book focuses on essential synaptic plasticity emulations and neuromorphic computing applications realized with the aid of three-terminal synaptic devices based on ion-coupled oxide-based electric-double-layer (EDL) transistors.

To replicate the robust, plastic and fault-tolerant computational power of the human brain, the emulation of essential synaptic plasticity and computation of neurons/synapse by electronic devices are generally considered to be key steps. The book shows that the formation of an EDL at the dielectric/channel interface that slightly lags behind the stimuli can be attributed to the electrostatic coupling between ions and electrons; this mechanism underlies the emulation of short-term synaptic behaviors. Furthermore, it demonstrates that electrochemical doping/dedoping processes in the semiconducting channel by penetrated ions from electrolyte can be utilized for the emulation of long-term synaptic behaviors. Lastly, it applies these synaptic transistors in an artificial visual system to demonstrate the potential for constructing neuromorphic systems. Accordingly, the book offers a unique resource on understanding the brain-machine interface, brain-like chips, artificial cognitive systems, etc.