FOR 2093

C3: Modellierung und Simulation memristiver Bauelemente und Systeme

Das Teilprojekt widmet sich der ganzheitlichen Modellierung und Simulation memristiver Bauelemente und Systeme. Es werden wissenschaftliche Fragestellungen adressiert, die von den physikalischen Eigenschaften realer Bauelemente bis hin zu den dynamischen Eigenschaften entsprechender elektrischer Schaltungen reichen. Es werden bislang disjunkte Modellgruppen identifiziert: Modelle mit verteilten Parametern und Modelle mit konzentrierten Parametern. Die erste Gruppe beschreibt im Wesentlichen die räumliche und zeitliche Dynamik der zu Grunde liegenden physikalischen Transportphänomen, während die zweite Gruppe sich auf die zeitliche Dynamik der Bauelemente und Systeme beschränkt. Das Ziel des Teilprojektes ist die Modellierung und Simulation neurobiologischer Systeme mittels memristiver Netzwerke. Um diese Systeme schaltungstechnisch realisieren zu können, ist sowohl das Verständnis des Ladungsträgertransports in den memristiven Bauelementen auf atomarer Skala als auch das Verständnis der Dynamik von memristiven Netzwerken von zentraler Bedeutung. Das Vorhaben
teilt sich somit in zwei Unterprojekte auf. Während sich Unterprojekt 1 sich der Beschreibung memristiver Bauelemente auf der Basis von Modellen mit räumlich verteilten Parametern widmet, untersucht Unterprojekt 2 die Verschaltungen und Wechselwirkung memristiver Bauelemente mit anderen elektrischen Bauelementen. Eine Komplementarität der beiden Unterprojekte ist dadurch gegeben, dass einfach zu parametrisierende Modelle mit räumlich konzentrierten Parametern formuliert werden, die sich ihrerseits durch räumliche Integration aus Modellen mit räumlich verteilten Parametern ergeben.