Premios de investigación
Victor José Zamora Castro (Universidad Complutense de Madrid).
Tutor: Jacobo Santamaría (Universidad Complutense de Madrid).
Tema: «Uniones tunel ferroeléctricas basadas en óxidos correlacionados».
Las tecnologías microscópicas de electrónica y computación se desarrollaron en sus inicios de forma independiente a la biología, simplemente como fruto de la comprensión de las leyes físicas y el estudio experimental de la materia inerte. No obstante, el actual estudio de la biología en las mismas escalas de estas tecnologías está desvelando mecanismos que sobrepasan con diferencia en rendimiento y sofisticación a las tecnologías humanas.
En particular, los sistemas nerviosos animales, aunque superados en capacidad de cálculo por las tecnologías semiconductoras, tienen funcionalidades todavía lejos de ser alcanzadas. La constatación de la supremacía biológica en este terreno redirige el desarrollo tecnológico de la invención humana independiente a la imitación de los mecanismos biológicos.
En esa línea, nuestra investigación se orienta hacia el estudio y desarrollo de mecanismos nanotecnológicos que permitan emular las funcionalidades neuronales. Pese a que dicha meta es bien distante, se han conseguido desarrollar dispositivos que emulan de manera elemental propiedades neuronales. Más en detalle, las uniones túnel ferroeléctricas que discutimos en este informe ofrecen un comportamiento memristivo, esto es, una dependencia de su resistencia con el historial de corrientes que las ha atravesado. Este comportamiento presenta cierta similitud con los mecanismos de plasticidad sináptica neuronales por los que las sinapsis entre neuronas más activadas son reforzadas, mientras que aquellas en desuso son debilitadas. La importancia de este mecanismo reside en su papel fundamental en las funciones de aprendizaje y memoria. Por ende, estos dispositivos se postulan como constituyentes elementales de la incipiente computación neuromórfica, un nuevo modelo de computación que pretende replicar las estructuras y funcionalidades de los sistemas nerviosos biológicos.
Este informe explica el origen del comportamiento memristivo de las uniones túnel ferroeléctricas, discutiendo a su vez el hallazgo de un nuevo grado de libertad en estos dispositivos propiciado por el uso óxidos correlacionados. Esta nueva funcionalidad abre nuevas perspectivas en la imitación neuronal más allá de los procesos sinápticos.
Resumen del trabajo: STUDENT RESEARCH REPORT Victor Zamora
