RESUMEN Los ordenadores modernos realizan operaciones predefinidas utilizando componentes de memoria estática, mientras que los sistemas biológicos aprenden a través de procesos inherentemente dinámicos y dependientes del tiempo en sinapsis y neuronas. El proceso de aprendizaje biológico también depende de señales globales: neuromoduladores que influyen en muchas sinapsis a la vez, dependiendo de su estado interno dinámico. En este estudio, utilizando radiación óptica como una señal neuromoduladora global, se investigan los memristores de SrTiO3 (STO) a escala nano que pueden actuar como sinapsis de estado sólido. Se observa que la fotoconductancia del memristor exhibe un proceso de decaimiento a largo plazo después de la fotoexcitación (decenas de segundos) con una energía de activación de 0.33 eV. Basado en cálculos de teoría de funcionales de densidad, esta fotorespuesta a largo plazo se atribuye a la generación y migración de vacantes de oxígeno en la interfaz Pt-SrTiO3. Además, el decaimiento de la fotoconductancia se puede controlar de manera precisa a través de una señal de sesgo eléctrico y la magnitud de la fotorespuesta del memristor depende de su estado de conductancia eléctrica, siguiendo una relación de raíz cuadrada bien definida. Estas propiedades, combinadas con el bajo consumo energético del dispositivo (< 1pJ por pulso óptico) y la pequeña variabilidad de medición, podrían abrir el camino para implementaciones de procesos de aprendizaje biológicos complejos que sean eficientes en espacio y energía en hardware electro-óptico.
Weilenmann et al. (Mon,) estudiaron esta cuestión.