In order to implement a neuromorphic vision system, research to simulate visual information recognition of living things and data processing methods obtained through it is becoming important. In this study, we developed a retinomorphic synaptic device of a three-terminal transistor structure that responds to light and a motion detection unit that can recognize the direction and speed of object movement. Retinomorphic devices are next-generation sensor devices that have characteristics of existing devices whose current values vary depending on light intensity and illumination time, while also recognizing the direction of light. In addition to simply recognizing information about light, it also has memory characteristics. Therefore, near-sensor computing is possible through a device that can respond to light while maintaining its information. In the case of a $TiO_x$-based device included in the motion detecting unit, thin $TiO_x$ was deposited on a Pt substrate to produce oxides with different oxygen ion concentrations in the upper and lower layers. Through this, an interface-type RRAM with an Ag/$TiO_x$/Pt structure was manufactured, which is a volatile device with short-term memory characteristics that exhibit current integration and relaxation characteristics. This was integrated on top of the $NbO_x$-based threshold switching device, and HR model, widely known in motion detection models, was implemented as a memristor unit using the delay time to reach the specific resistance of the $TiO_x$-based memristor. The two detailed studies as above will help to expand the neuromorphic vision system.
뉴로모픽 비전 시스템을 구현하기 위해서 생물의 시각 정보 인식과 이를 통해 얻은 데이터 처리 방식을 모사하고자 하는 연구가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 빛에 반응하는 3단자 트랜지스터 구조의 망막 모사 시냅스 소자와 물체 움직임의 방향과 속도를 인지할 수 있는 동작 감지 단위체를 개발하였다. 망막 모사 소자의 경우 빛의 세기, 조사 시간 등에 따라 전류 값이 달라지는 기존 소자들의 특성을 가지면서도 빛의 방향성 또한 인지할 수 있는 차세대 센서 소자이다. 또한, 단순히 빛에 대한 정보를 인지하는 것 외에도 메모리 특성을 보유하고 있다. 따라서 빛에 반응하면서도 그 정보를 유지할 수 있는 소자를 통해 근거리 센서 컴퓨팅(near-sensor computing)이 가능하다.동작 감지 단위체의 포함되는 $TiO_x$ 기반 소자의 경우, Pt 기판 위에 얇은 $TiO_x$를 증착하여 상층부와 하층부의 산소 이온 농도가 다른 산화물을 제조하였다. 이를 통해 Ag/$TiO_x$/Pt 구조의 인터페이스형 RRAM을 제작하였는데, 이는 전류 집적 및 이완 특성을 나타내는 단기 메모리 특성을 갖는 휘발성 소자이다. 이를 $NbO_x$ 기반 스레시홀드 스위칭 소자 위에 집적하였고, $TiO_x$ 기반 소자의 특정 저항에 도달하기까지 지연되는 시간을 이용하여 동작 감지 모델에서 널리 알려져 있는 HR model을 멤리스터 단위체로 구현하였다. 위와 같은 두 가지 세부 연구를 통해 뉴로모픽 비전 시스템 확장에 도움을 줄 수 있을 것이다.
