Anni Antola väitteli GCMO-memristoreista

Wihurin fysiikantutkimuslaboratorio onnittelee lämpimästi FT Anni Antolaa hänen fysiikan väitöskirjansa menestyksekkään väitöstilaisuuden johdosta Turun yliopistossa.

Antola väitteli 12. kesäkuuta 2026 väitöskirjallaan GCMO-Based Memristors for Future Neuromorphic Processors. Väitöskirja hyväksyttiin arvosanalla kiittäen hyväksytty, joka myönnetään noin alan parhaaseen kymmenykseen kuuluville väitöskirjoille.

Antolan väitöskirja keskittyi Gd₁₋ₓCaₓMnO₃ (GCMO x = 0,8) -materiaaliin perustuviin memristoreihin sekä niiden mahdolliseen käyttöön tulevaisuuden neuromorfisessa laskentalaitteistossa. Memristorit ovat elektronisia komponentteja, joiden resistanssia voidaan muuttaa ja säilyttää. Tämän vuoksi ne ovat lupaavia ehdokkaita energiatehokkaisiin muistiratkaisuihin, keinotekoisiin synapseihin ja neuronimaisiin piirielementteihin.

Väitöskirjassa tutkittiin GCMO-pohjaisten memristiivisten laitteiden rakenteellisia, sähköisiä ja rajapintaan liittyviä ominaisuuksia. Työssä osoitettiin, että GCMO-ohutkalvoja voidaan käyttää yksinkertaistetuissa ristikkotyyppisissä laiterakenteissa keinotekoisia synapsiverkkoja varten ja että aktiivinen Al/GCMO-rajapinta vaikuttaa voimakkaasti resistiiviseen kytkeytymiseen. Erityisesti väitöskirjassa tarkasteltiin, miten rajapinnan oksididynamiikka, laitteen pinta-ala, kasvualustan aiheuttama kiteisyys ja defektirakenteet vaikuttavat laitteiden stabiilisuuteen, vaihteluun ja toiminnallisuuteen.

Yksi väitöskirjan keskeisistä tuloksista on, että sama GCMO-pohjainen materiaalijärjestelmä voi tukea sekä haihtumatonta synapsityyppistä resistiivistä kytkeytymistä että haihtuvaa, leaky-integrate-tyyppistä käyttäytymistä ohutkalvon rakenteellisista ominaisuuksista riippuen. Tämä korostaa materiaalien suunnittelun merkitystä neuromorfisten laitteiden kehittämisessä, joissa muisti- ja laskentatoiminnot yhdistyvät laitteistotasolla.

Väitöskirjan vastaväittäjänä toimi tohtori Babak Bakhit Tanskan teknillisestä yliopistosta. Kustoksena toimi professori Petriina Paturi Turun yliopistosta. Väitöskirjaa ohjasivat professori Petriina Paturi, tohtori Hannu Huhtinen ja tohtori Ilari Angervo. Esitarkastajina toimivat tohtori Sabina Spiga ja tohtori Ulrike Lüders.

Tutkimus tehtiin Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksella Wihurin fysiikantutkimuslaboratoriossa osana Memristor & Neuromorphic Computing Group -tutkimusryhmää.

Väitöskirja:
GCMO-Based Memristors for Future Neuromorphic Processors

Väitöstilaisuuden valokuvat otti Antti Salomaa.