Geri Dön

Multiphysics modeling of Ge2Sb2Te5 based synaptic devices for brain inspired computing

Beyinden esinlenen hesaplamalar için Ge2Sb2Te5 tabanlı sinaptik cihazların multifizik modellenmesi

  1. Tez No: 513344
  2. Yazar: YİĞİT DEMİRAĞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY, ÖĞR. GÖR. BAYRAM BÜTÜN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 89

Özet

Beynin yapısındaki sinapsları taklit etmek için üretilen nano boyutlardaki cihazların modellenmesi, insan beyninden ilham alan hesaplama sistemlerinin geliştirilmesinde temel bir rol oynamaktadır. Faz-değişim malzemesi kullanan bu sinaptik aygıtlar, krosbar mimarisi ile paralel olarak bağlandığında, insan beyni ile hız, enerji ve kapladığı hacim bakımından kıyaslanabilir bir performans göstermektedir. Bu çalışmada ise faz-değişim malzemesi kullanılarak üretilen seri bağlanmış hafıza ve seçiciden oluşan tek bir sinaptik aygıtın, elektrotermal özellikleri modellenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında, sonlu element yöntemi tabanlı bir simülasyon yapısı sunulmuş, sinaptik cihazın hafıza kısmının elektriksel, ısıl ve olasılıksal faz-değişim dinamikleri modellenmiştir. Ek olarak, hafıza kodlanmasını sağlayan amorf ve kristal hallerinin arasındaki kademeli geçişin nano saniye uzunluğundaki voltaj vuruşlarıyla yapılabildiği gösterilmiştir. İkinci kısımda, sinaptik cihazın seçici kısmının zamanla elektriksel iletkenliğinin değişimi ve doyumu, sıcaklık ve zamana bağlı olarak modellenmiştir. Geliştirdiğimiz model, 8 nm teknolojisi ile üretilmiş cihazlarda ilk defa gözlemlenen, çok hızlı oluşan elektriksel iletkenlik değişiminin doyumu ile yakın uyum göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Modeling nanoscale devices that emulate the functionality of synapses of the biological brain is a fundamental operation for developing brain-inspired computational systems. Phase-change material based synaptic devices offer promising performance in speed, spatial and power efficiency metrics, up to human brain level, when connected in a massively parallel crossbar array architecture. In this work, we modeled electrothermal characteristics of a single synaptic device consisting of phase-change material based memory and its selector. First, we proposed a finite element method based simulation framework for modeling electrical, thermal and probabilistic crystallization dynamics of the memory unit. Gradual phase transitions that form device memory between amorphous and crystalline states are studied under nanosecond voltage pulses. Second, we implemented time and temperature dependent resistance drift saturation model for phase-change material based selector device. Our model is in close agreement with the ultrafast saturation phenomena which is observed for the first time in fabricated devices with 8 nm node technology.

Benzer Tezler

  1. Multiphysics modeling of a microchannelmethanol steam reformer for high temperature polymer electrolytemembrane fuel cell systems

    Yüksek sıcaklıklı polimer elektrolit membran yakıt hücresi sistemleri için mikro kanallı metanol buharı dönüştürücüsünün multifizik modellenmesi

    MÜNÜR SACİT HERDEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    EnerjiUniversity of Waterloo

    Enerji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FERİDUN HAMDULLAHPUR

    DOÇ. SİAMAK FARHAD

  2. Multiphysics modeling of surface charge and pressure-driven electrokinetic flow in micro/nano scale porous media

    Mikro/nano ölçeklerdeki gözenekli yapılarda yüzey yükü ve basınç tahrikli elektrokinetik akışın çoklu-fizik modellemesi

    TÜMCAN ŞEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK

  3. Multiphysics modeling of fuel cells

    Başlık çevirisi yok

    MUSTAFA FAZIL SERİNCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Makine MühendisliğiThe University of Connecticut

    DR. ALEVTİNA SMİRNOVA

    DR. JEONG HO KİM

    DR. UĞUR PAŞAOĞULLARI

  4. Modeling of coupled behavior of multifunctional composite structures for energy storage

    Enerji depolama için çok fonksiyonlu kompozit yapıların akuple davranış modellemesi

    İMREN UYAR YAZICI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERCAN GÜRSES

  5. Farklı tip nanoakışkan içeren eliptik kanalda akışın modellenmesi ve ısı transferinin incelenmesi

    Modeling of flow and investigation of heat transfer in elliptic channel containing different types of nanofluids

    SELCEN AKINCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiTrakya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM SUSANTEZ