可操作於長期記憶與短程可塑性六方氮化硼電阻式記憶體之研製

RRAM在模擬類神經網路加速效能表現上相當突出且具有可呈現仿生突觸之特性，神經突觸可塑性(Synapse Plasticity)可以分為長期增強作用(Long Term Potentiation, LTP)、長期抑制作用(Long Term Depression, LTD)及短期可塑性(Short Term Plasticity, STP)，此數種神經元之操作形式都應能夠被仿效並加以利用，以期達到類神經操作的低功耗目標。目前大多數由過渡金屬氧化物(Transition Metal Oxide, TMO)製備而成的RRAM多為仿效LTP及LTD之效果，但尚無法完全仿效腦神經元具備STP之特性，此為人腦的遺忘過程的重要機制。生物體神經元在受到外來電訊號刺激時，會改變其電導狀態，但是當沒有後續的電訊號刺激時，便會逐漸地回到其初始的導電狀態。因此如何設計傳統TMO-based RRAM元件使其能夠同時具備volatile與non-volatile特性，也就是可操作於長期記憶與短程可塑性是本計畫的首要目標之一。本研究計畫預計使用常見的TMO，並透過嵌入一層二維材料阻擋層來達到阻擋氧離子的目的，被阻擋的氧離子因濃度梯度的relaxation將可完成volatile特性的展現，並可減少傳統皆為TMO材料堆疊可能會有兩層材料都參與switching而失去volatile特性的疑慮。hBN有著優異的材料強度以及絕緣特性、可以做為阻擋氧離子遷移的阻障層，呈現出短期可塑性之特性。