Величко Андрей Александрович :: Петрозаводский государственный университет

Открытие нового направления исследования осцилляторных нейронных сетей и разработка нового семейства метрик оценки синхронизации. Преимуществом подобных сетей является перспектива их реализации на аналоговой компонентой базе, с использованием самых различных физических осцилляторов, в том числе электрических, магнитных (спиновых), биологических и др. природы, с минимальной потребностью в компьютерных вычислениях на этапе сопряжения интерфейсов. Результат достигается за счет фундаментального эффекта синхронизации высокого порядка, который позволяет увеличить число возможных состояний синхронизаций одного нейрона, реализуя мультиуровневый нейрон с повышенной функциональностью. Подробнее
На основе комплекса экспериментальных и теоретических исследований установлены и обоснованы физические механизмы биполярного переключения с памятью металлооксидных гетероструктур, которые состоят в электронных неустойчивостях, развиваемых при ионном транспорте кислорода, и сопряженным с ним отклонением состава оксидного вещества от стехиометрического.
Показано, что в основе эффекта униполярного резистивного переключения с памятью в МОМ-структурах на основе указанных оксидов лежат эффекты локального восстановления типа эффекта Соре, приводящие к образованию наноразмерного проводящего канала в анодных оксидах Nb, Ta и Zr, и электромиграции при высоких плотностях тока, приводящей к разрыву проводящего канала.
Посредством численного моделирования функциональной вольтамперной характеристики переключательных структур с учетом температурной зависимости подвижности, характерной для переноса поляронов малого (сверхмалого) радиуса, определена критическая концентрация носителей в канале переключателя в широком температурном диапазоне, соответствующая теоретической в рамках модели ПМИ типа перехода Мотта.
Установлено, что электронный фазовый переход «металл – изолятор» в диоксиде ванадия имеет размерное ограничение: он исчезает при достижении характерного размера 10 нм, что соответствует оценкам корреляционной длины в теории моттовского фазового перехода и указывает на перспективность направления наноразмерного масштабирования компонентов оксидной электроники.
Показано, что составом, атомной структурой и связанными с ними свойствами аморфных пленок оксидов ванадия можно управлять посредством лазерного и электронно-лучевого воздействия, приводящих к изменению ближнего порядка и изменению концентрации дефектов нестехиометрии типа кислородных вакансий. Обнаруженные эффекты могут быть положены в основу новых технологических методов нанолитографии и создания сенсорных устройств, в том числе элементов электрического переключения с памятью.

Научные проекты

Публикации

Статьи (39)

Величко А.А. Higher-order and long-range synchronization effects for classification and computing in oscillator-based spiking neural networks [Text] / А.А. Величко, В.В. Путролайнен, М.А. Беляев // Neural Computing and Applications. - London, UK, 2020. - P.1-19. - ISSN 0941-0643. (Web of Science, Scopus)
Величко А.А. Concept of LIF Neuron Circuit for Rate Coding in Spike Neural Networks [Text] / А.А. Величко, П.П. Борисков // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - USA, 2020. - P.1-5. - ISSN 1558-3791. (Web of Science, ВАК, Scopus, РИНЦ)
Беляев М.А. Examination of the Dynamic Threshold Characteristics of a VO2 Switch in an Oscillatory Circuit [Text] / М.А. Беляев, А.А. Величко // Technical Physics Letters. - Берлин, 2020. - vol.46, N2. - P.137-140. (ВАК, Web of Science, Scopus)
Беляев М.А. A Spiking Neural Network Based on the Model of VO2–Neuron [Текст] / М.А. Беляев, А.А. Величко // Electronics. - Швейцария, 2019. - Т.8, вып.10. - С.1065. (Web of Science, Scopus, ВАК)
Борисков П.П. Switch Elements with S-Shaped Current-Voltage Characteristic in Models of Neural Oscillators [Electronic resource] / П.П. Борисков, А.А. Величко // Electronics. - Швейцария, 2019. - vol.8, N9. - P.922. - ISSN 2079-9292. (Web of Science, Scopus)
Velichko, A. A Method for Evaluating Chimeric Synchronization of Coupled Oscillators and Its Application for Creating a Neural Network Information Converter. Electronics 2019, 8, 756, doi:10.3390/electronics8070756. (Web of Science, Scopus)
Velichko, A.; Belyaev, M.; Boriskov, P. A Model of an Oscillatory Neural Network with Multilevel Neurons for Pattern Recognition and Computing. Electronics 2019, 8, 75, doi:10.3390/electronics8010075. (Web of Science, Scopus)
An Investigation of the Effect of the Thermal Coupling Time Delay on the Synchronization of VO2-Oscillators [Текст] / М.А. Беляев, А.А. Величко // Technical Physics Letters. - Switzerland, 2019. - Т.45, вып.2. - С.61-64. - ISSN 1063-7850. (ВАК, Web of Science, Scopus)
Борисков П.П. Stochastic Synchronization and the Signal-to-Noise Ratio in an Oscillator with a Film VO2 Switch [Text] / П.П. Борисков, М.А. Беляев, А.А. Величко // Journal of Communications Technology and Electronics. - Род-Таун, 2019. - vol.64, №.7. - P.705–711. - ISSN 1064-2269. (ВАК, Web of Science, Scopus)
Величко А.А. The non-capacitor model of leaky integrate-and-fire VO2 neuron with the thermal mechanism of the membrane potential [Text] / А.А. Величко, М.А. Беляев, Д.В. Рябоконь, С.Д. Ханин // Journal of Physics: Conference Series. - UK, 2019. - vol.1399. - P.1-8. - URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1399/2/022046. - ISSN 1742-6588. (ВАК, Scopus, РИНЦ)
Показать все публикации "Статья" (39)

Доклад / статья в материалах (трудах) конференций, симпозиумов и т.п. (4)

Тезисы докладов/сообщений конференций (6)

Заключительный / промежуточный отчет о НИР/НИОКР (1)