📄Bài báo: Selector-Free 16 × 16 CrOx/TiO2-Based Memristor Array for Synaptic Dynamics and LTP/ LTD Emulation: Experimental–Computational Correlation
🔗 DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202516695 
🌐 Toàn văn: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202516695

Nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM vừa có một công bố trên tạp chí uy tín Advanced Functional Materials, thuộc nhà xuất bản Wiley. Đây là một trong những tạp chí uy tín nhất về lĩnh vực khoa học vật liệu và vật lý chất rắn, có chỉ số ảnh hưởng cao (IF ~ 19), được xếp hạng Q1 theo Scimago, thuộc danh sách tạp chí Nature Index. Bài báo này là sản phẩm nghiên cứu của dự án được tài trợ bởi Quỹ đổi mới sáng tạo (VinIF), với chủ nhiệm là PGS.TS. Phạm Kim Ngọc (Trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM), đồng chủ nhiệm là PGS.TS. Nguyễn Trần Thuật (Trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG-Hà Nội).
Mảng trở nhớ memristor 16 × 16 (8-bit) được chế tạo tại Khoa Khoa học & Công nghệ Vật liệu thông qua phương pháp phún xạ DC kết hợp stencil lithography ở nhiệt độ phòng – một quy trình đơn giản, tiết kiệm và tương thích với công nghệ CMOS. Cấu trúc tích hợp gồm memristor – diode – tụ điện (capacitor) đã thể hiện hành vi động học đặc trưng của memristor có ghép tụ, đồng thời tạo ra tính chỉnh lưu nội tại nhờ vào diode nội bộ. Mảng crossbar 16 × 16 cho thấy tính đồng đều cao và ổn định, với dòng rò xuyên mảng duy trì ở mức nanoampere, hứa hẹn tiềm năng mở rộng cho các hệ thống neuromorphic lớn. Các tính toán DFT làm sáng tỏ cơ chế hoạt động thông qua việc phân tích cấu trúc điện tử, rào thế và sự dịch chuyển của khuyết tật oxy – phù hợp chặt chẽ với kết quả thực nghiệm. Linh kiện tái tạo được quá trình tăng/giảm cường độ dẫn dài hạn (LTP/LTD), thuận nghịch và tích lũy, phục vụ cho ứng dụng trong mạng thần kinh trở nhớ thế hệ mới.
Công trình là kết quả hợp tác giữa hai ĐHQG (TP.HCM và Hà Nội), đồng thời với sự hỗ trợ nghiên cứu từ Đại học Bách Khoa Liên bang Thụy Sĩ tại Lausanne (EPFL) về kỹ thuật stencil lithography và hỗ trợ tính toán từ Đại học Tohoku (Nhật Bản).
Đây là một dấu mốc quan trọng, cho thấy sức mạnh hợp tác liên trường – liên quốc gia, đóng góp vào mục tiêu phát triển phần cứng trí tuệ nhân tạo và công nghệ bán dẫn của Việt Nam trong tương lai.

Một số hình ảnh:

Ký kết thoả thuận tài trợ dự án “Nghiên cứu vật liệu chuyển đổi điện trở, thiết kế và chế tạo chip trở nhớ ứng dụng trong mạng thần kinh nhân tạo”

Ảnh tóm tắt nghiên cứu

Hình ảnh chíp được chế tạo (a-c), (d-g) độ đồng đều về hiệu năng hoạt động, dòng điện rò rỉ và tỉ số chỉnh lưu của chíp đã được chế tạo.

Minh họa cơ chế giả lập khớp thần kinh của các tế bào trong chíp memristor