【摘要】忆阻器是继电阻、电感和电容之后的第四种基本电路元件，其概念于1971年提出，但直到2008年HP实验室才发现TiO2在纳米尺度下具有记忆电阻的特性。忆阻器是一种无源的非线性电路元件，其阻值会随着通过其自身电流量的改变而改变，且电流中断时其阻值会保持掉电瞬间的状态。忆阻器在非遗失性存储器、人工神经网络和非线性电路方面有着广阔的潜在应用前景，但迄今尚未商用化。本文研究忆阻器的硬件电路模型，以期 […]

【摘要】2008年，惠普实验室制作出了一种新型的TiO2忆阻器元件。忆阻器具有纳米尺度结构和记忆其电荷的功能，可与CMOS工艺相兼容，具有改善甚至改变整个电子电路理论及应用的可能性。对于这样一种新型的多功能器件的研究才仅仅五年的时间，忆阻器的基本性质以及忆阻器应用的研究都不够成熟，需要更多的探索。本文从两个方面研究忆阻器，一是通过对忆阻器基本性质研究，建立其FPGA数字模型；二是根据忆阻器数字模型 […]

【摘要】欧姆定律作为一种最为普适性的规律被人们所接受。但在真实的材料体系中,欧姆定律通常是不成立的。例如在真空、半导体、二极管以及离子溶液中。对于其中的一种特例,当过量的载流子被注入到介质中,负载中的电流与其两端的电压将会偏离线性欧姆定律,出现空间电荷限制电流(SCLC)现象,此时Ⅰ-Ⅴ曲线将满足Mott-Gurrey定律(Ⅰ∝Ⅴ2)。近年来,人们在室温下轻掺杂硅中发现,空间电荷效应(SCE)可以 […]

【摘要】随着全球信息化的高速发展,保密通信是国家科技与信息安全的一项极其重要的基础研究。混沌信号具有非周期,连续宽频带,似噪声的特点,将高质量高性能的混沌系统用于保密通信,具有重要的理论研究价值和极富竞争力的应用前景。忆阻器是一种具有记忆功能的非线性无源器件,它的阻值会随着输入激励信号和时间的改变而改变。忆阻器可以产生各种丰富的非线性曲线,这可以提高混沌系统的复杂度和信号的随机性。另外,忆阻器具有 […]

【摘要】由于密集光刻成本的增加与晶体管尺寸难于继续缩小,以晶体管为基础的电子技术遭遇了发展瓶颈,导致智能计算机的发展一直停滞不前。而忆阻器的提出为智能计算机的发展提供了新活力,它是一种阻值变化依赖于通过它的电荷量或磁通量的新型电子器件,在此基础上改进的电子自旋忆阻器阻值的变化还与通过的电流密度有关,它们在非易失性存储器和智能控制等应用中具有独特优势。用忆阻器替代晶体管不仅可以延续摩尔定律,而且有望 […]

【摘要】人工神经网络,简称神经网络,是一种模仿生物神经网络结构和功能的数学模型,由多个人工神经元互相连接构成。神经网络能够通过神经元之间的相互作用,表现出复杂的动力学特性,是一种高度的非线性动力学系统,具有并行处理能力、信息存储能力、容错能力、自组织和自适应能力。混沌是一种普遍存在的非线性现象,其行为复杂且貌似随机。生物实验表明,生物脑神经系统中存在有混沌现象,神经网络与混沌密切相关。引入混沌动力 […]

【摘要】作为与电阻R，电感L和电容C并列的第四个基本电子元件，忆阻器建立了磁通量和电荷之间的关系，其阻值取决于流过电流的历史，因而忆阻器具有记忆功能。自惠普实验室物理成功实现忆阻器以来，其在非易失性存储器，计算机，人工神经网络和电路设计等领域的潜在应用价值引起了国内外学者的广泛关注。由于纳米技术存在实现困难、成本高等缺点，忆阻器现在还仅存在实验室环境中。忆阻器在短时间内不可能商品化，成为人们研究忆 […]

【摘要】本文综述了国内外忆阻器研究现状，分析了惠普忆阻器的结构、原理和主要特点。忆阻器的纳米尺度、非易失性和可堆叠性具备设计新型大规模集成电路以延续甚至突破摩尔定律的能力。忆阻器的运算多值性具有设计人工神经网络和人工智能模拟计算机体系结构潜能。本文进一步研究了我们提出的新型双扩展结构忆阻器并制成了实物样品，主要开展的研究工作有：1．给出了双扩展纳米尺度结构忆阻器（即Pt/TiO2-x/TiO2/T […]