忆阻器(Memristor)——入门知识

本文介绍了忆阻器的基本概念,包括其物理机制(如氧空位迁移、界面效应等)、工作原理(如捏滞回线和阻变存储特性),以及它在解决冯·诺依曼瓶颈和类脑计算中的潜力,尤其是在神经形态计算中的优势,如低功耗和大规模集成能力。

四种无源基本电路元件及其关系

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在忆阻器领域,φ\varphiφ最好理解为电压对时间的积分,因为忆阻器的物理机制与磁场的关系不大。
忆阻器能够通过电阻值的变化记忆流经的电荷或磁通量。

具有捏滞回线特征的材料及物理机制

材料

  1. 二元氧化物;
  2. 复杂钙钛矿氧化物;
  3. 固态电解质材料;
  4. 非晶碳材料;
  5. 有机高分子材料等。

物理机制

  1. 氧空位迁移导致的导电通道的形成与断裂;
  2. 界面势垒调制;
  3. 活性电极金属化反应导致的金属导电通道的形成与断裂;
  4. 注入载流子的捕获与释放;
  5. 金属-绝缘体转变机制等。

忆阻器的三条简单判据

  1. 在双极性周期性电信号的激励下,器件在V-I平面的电特性为一条捏滞回线;
  2. 当电信号扫描频率增大时,捏滞回线的波瓣面积持续减小;
  3. 当扫描频率趋近无穷大时,捏滞回线
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