Oscillateurs à relaxation couplés à base de nanofils de VO2 pour des dispositifs neuromorphiques – CIRANO

Dans un contexte scientifique foisonnant de développement de circuits neuro-inspirés, le projet CIRANO s’appuie sur l’une des solutions les plus prometteuses explorées dans ce domaine, à savoir la réalisation de réseaux d'oscillateurs à relaxation couplés dont la logique de fonctionnement s’inspire de celle du système nerveux.
L'objectif principal du projet est la démonstration expérimentale de la synchronisation d’un réseau d’oscillateurs couplés à base de nanofils de dioxyde de vanadium exploitant les propriétés originales et la structure quasi-parfaite de ce nanomatériau pour son intégration dans des dispositifs neuromorphiques.
Le fonctionnement de ces dispositifs s’appuie sur la transition isolant/métal que présentent ces oxydes à électrons fortement corrélés. Cette transition se caractérise par un changement brutal de la résistance du dispositif (4 à 5 ordres de grandeur) sur des échelles de temps très courtes (de la fs à la ns).
L'utilisation du dioxyde de vanadium pour de telles applications a été validée très récemment sous la forme de couches minces mais celle-ci se heurte aux défauts intrinsèques des dispositifs nanométriques conçus avec de tels films et limite le nombre d'oscillateurs possiblement couplés a trois. Or l'efficacité de ces dispositifs est directement liée aux nombres de couplages réalisables.
Dans le cadre de ce projet, nous proposons donc le recours aux nanofils de dioxyde de vanadium pour éviter cet écueil. Leur structure étant monocristalline, présentant peu de défauts et leur géométrie étant parallélépipédique, ces nanofils s’avèrent particulièrement propices à la réalisation de séries d’oscillateurs semblables.
Pour réaliser ces objectifs, le consortium impliqué dans CIRANO se compose de chercheurs et d'enseignants-chercheurs issus de laboratoires attachés à trois instituts du CNRS (XLIM, IRCER et IJCLab) et portant des expertises complémentaires dans les différents domaines visés par ce projet.