Uma abordagem analítica para engenhar a multistabilidade na resposta oscilatória de um ReRAM acionado por pulso

Resumo Um sistema não linear, que exibe um comportamento assintótico único, enquanto é continuamente sujeito a um estímulo de uma certa classe, é dito sofrer de memória decrescente. Este fenômeno interessante foi descoberto pela primeira vez em um memristor à base de óxido de tântalo não volátil dos Hewlett Packard Labs em 2016, a partir de uma investigação numérica profunda de uma descrição matemática preditiva, conhecida como modelo Strachan, posteriormente corroborada por validação experimental. Descobriu-se então que a memória decrescente é ubíqua em memórias de mudança de resistência não voláteis. Um sistema não linear pode, no entanto, também exibir uma forma local de memória decrescente, caso, sob uma excitação de uma determinada família, ele possa se aproximar de um dos vários atratores distintos, dependendo da condição inicial. Um recente estudo de bifurcação do modelo Strachan revelou como, sob estímulos de treino específicos, compostos por dois pulsos quadrados de polaridade oposta por ciclo, a forma mais simples de memória decrescente local afeta a dinâmica transitória da célula de Memória de Acesso Aleatório Resistiva mencionada, que atuaria assintoticamente como um oscilador bistável. Neste manuscrito, propomos uma metodologia analítica, baseada na aplicação de ferramentas de análise da Teoria de Sistemas Não Lineares ao modelo Strachan, para elaborar as propriedades de um estímulo generalizado de trem de pulsos de tal maneira que induza o surgimento de complexos efeitos de memória decrescente local no nano-dispositivo, que, consequentemente, exibiria uma resposta oscilatória multistável afinável interessante, em torno de estados de resistência desejados. A última parte do manuscrito discute um estudo de caso, iluminando uma aplicação potencial dos efeitos de apagar a história local, induzidos no dispositivo via estimulação por trem de pulsos, para compensar os desvios indesejados, mas inevitáveis, em seu estado de resistência sob condições de desligamento.