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  5. Fast Fitting of the Dynamic Memdiode Model to the Conduction Characteristics of RRAM Devices Using Convolutional Neural Networks
 
  • Details
2022
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Fast Fitting of the Dynamic Memdiode Model to the Conduction Characteristics of RRAM Devices Using Convolutional Neural Networks

File(s)
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Hauptpublikation
micromachines-13-02002.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 7.12 MB
TUDa URI
tuda/9828
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-229795
DOI
10.26083/tuprints-00022979
Autor:innen
Aguirre, Fernando Leonel ORCID 0000-0001-7793-1194
Piros, Eszter
Kaiser, Nico ORCID 0000-0002-5644-890X
Vogel, Tobias
Petzold, Stephan
Gehrunger, Jonas ORCID 0000-0002-0585-7893
Oster, Timo ORCID 0000-0003-1501-2795
Hochberger, Christian
Suñé, Jordi ORCID 0000-0003-0108-4907
Alff, Lambert ORCID 0000-0001-8185-4275
Miranda, Enrique ORCID 0000-0003-0470-5318
Kurzbeschreibung (Abstract)

In this paper, the use of Artificial Neural Networks (ANNs) in the form of Convolutional Neural Networks (AlexNET) for the fast and energy-efficient fitting of the Dynamic Memdiode Model (DMM) to the conduction characteristics of bipolar-type resistive switching (RS) devices is investigated. Despite an initial computationally intensive training phase the ANNs allow obtaining a mapping between the experimental Current-Voltage (I-V) curve and the corresponding DMM parameters without incurring a costly iterative process as typically considered in error minimization-based optimization algorithms. In order to demonstrate the fitting capabilities of the proposed approach, a complete set of I-Vs obtained from Y₂O₃-based RRAM devices, fabricated with different oxidation conditions and measured with different current compliances, is considered. In this way, in addition to the intrinsic RS variability, extrinsic variation is achieved by means of external factors (oxygen content and damage control during the set process). We show that the reported method provides a significant reduction of the fitting time (one order of magnitude), especially in the case of large data sets. This issue is crucial when the extraction of the model parameters and their statistical characterization are required.

Freie Schlagworte

RRAM

neural networks

curve fitting

dynamic memdiode

memristor

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Dünne Schichten
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Datentechnik > Integrierte Elektronische Systeme (IES)
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Datentechnik > Rechnersysteme
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Micromachines
Jahrgang der Zeitschrift
13
Heftnummer der Zeitschrift
11
ISSN
2072-666X
Verlag
MDPI
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2022
Verlags-DOI
10.3390/mi13112002
PPN
503237817
Zusätzliche Infomationen
This article belongs to the Special Issue New Advances in Ionic-Drift Resistive Switching Memory and Neuromorphic Applications, Volume II

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