الميمريستور الاصطناعي القائم على البوليمرات المعدنية للعمليات الحسابية الشبيهة بالعصبونات

تجسد محاكاة الدماغ البشري لتحقيق الحوسبة الشبيهة بالعصبونات وعدًا في مجال الذكاء الاصطناعي (AI). تُعتبر الوصلات البصرية الإلكترونية حجر الأساس الحاسم في الحوسبة الشبيهة بالعصبونات نظرًا لقدرتها على معالجة إشارات الإدخال البصرية الإلكترونية بذكاء. هنا، تم تصميم وتخليق نوعين من البوليمرات المعدنية من نوع المتبرع-المستقبل (D–A)، P-Cu و P-Zn، التي تحتوي على وحدات بورفيرين، والتي تستخدم كطبقة تبديل مقاومة لإعداد الميمريستورات. تظهر الميمريستورات الناتجة خصائص كهربائية محسنة بشكل ملحوظ، حيث تعرض نسبة ON/OFF عالية، جهد عتبة منخفض (Vth)، وقابلية إعادة إنتاج دورة لدورة فائقة. يُعزى هذا التحسين إلى تشكيل وتفكك حالات نقل الشحنة (CT) التي تسببها الأيونات المعدنية المدخلة. من المهم أن يظهر الميمريستور القائم على P-Cu القدرة على تعديل الإشارات الضوئية الإلكترونية بشكل متزامن، مما يحاكي بفعالية الوظائف المشبكية المتنوعة للجهاز العصبي. تشمل هذه الوظائف تيار ما بعد المشبك المنبه (EPSC)، تسهيل النبضات المزدوجة (PPF)، البلاستيكيات قصيرة الأجل (STP)، البلاستيكيات طويلة الأجل (LTP)، الانتقال من الذاكرة قصيرة الأجل (STM) إلى الذاكرة طويلة الأجل (LTM)، وسلوك تجربة التعلم. علاوة على ذلك، تم تنفيذ وظائف منطقية بوول للعديد بنجاح باستخدام المحفزات المزدوجة من النبضات الكهربائية. وتم إثبات وظيفة الحوسبة الشبيهة بالعصبونات أيضًا من خلال التعرف على الأنماط، حيث تم تحقيق معدل تعرف يصل إلى 86.08% للأرقام المكتوبة بخط اليد. تقدم هذه الدراسة نهجًا قويًا لتطوير أجهزة مشبكية اصطناعية متعددة الوظائف ومنصات الشبكات العصبية الاصطناعية وتفتح المجال لتطبيقات مبتكرة للبوليمرات المعدنية في مجالات الإلكترونيات الضوئية والذكاء الاصطناعي.