【摘要】：隨著信息化時代的到來,大數(shù)據(jù)對存儲器件的容量提出了越來越高的要求,摩爾定律面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn),亟需尋找一種新型電子元器件,記憶電阻應(yīng)運而生。以記憶電阻為代表的記憶元素(記憶電阻和記憶電容)憑借其獨特的非線性電學(xué)特性在非易失性存儲、人工智能計算機、模擬電路和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域被廣泛研究,尤其在非易失性存儲和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。本文以供體-受體類型的共聚物為功能材料,制備了具有Al/共聚物/ITO結(jié)構(gòu)的記憶器件,實現(xiàn)了基于記憶電阻(憶阻)和記憶電容(憶容)的雙參量多狀態(tài)記憶特性。在此基礎(chǔ)上,研究了基于記憶電容的突觸可塑性。主要研究內(nèi)容如下:1.設(shè)計并合成了一種具有供體-受體結(jié)構(gòu)的共聚物。為了實現(xiàn)雙參量記憶特性,我們設(shè)計并合成了具有供體-受體結(jié)構(gòu)的共聚物。通過FT-IR和~1H-NMR光譜分析了共聚物的分子結(jié)構(gòu),通過SEM圖像對共聚物的成膜特性進(jìn)行了表征。2.構(gòu)建了Al/共聚物/ITO結(jié)構(gòu)的記憶器件,研究了基于憶阻和憶容的雙參量記憶特性。制備了Al/共聚物/ITO結(jié)構(gòu)的有機記憶器件,測試了其憶阻特性,研究了單電阻狀態(tài)下的憶容行為,發(fā)現(xiàn)器件存在兩種電阻狀態(tài)和與之對應(yīng)的四種電容狀態(tài),實現(xiàn)了器件的雙參量多狀態(tài)記憶特性。另外,通過控制電壓幅值實現(xiàn)了對憶容行為的調(diào)控,并且設(shè)計了電壓脈沖信號,完成了對電阻和電容狀態(tài)的寫入和讀取。器件表現(xiàn)出的雙參量多狀態(tài)記憶特性為非易失性多級存儲的實現(xiàn)提供了一條有效途徑。3.分析并驗證了器件憶阻和憶容的開關(guān)機理,建立了雙參量關(guān)聯(lián)矩陣模型。首先,研究了器件高/低電阻態(tài)的電阻隨溫度的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)器件具有明顯的半導(dǎo)體特性,I-V曲線擬合的結(jié)果表明器件的電阻開關(guān)機理符合空間電荷限制電流理論。然后,結(jié)合共聚物薄膜的供體-受體特性與極化力顯微鏡的相位圖對器件的電容開關(guān)機理進(jìn)行了分析:器件的電容開關(guān)行為源于供體-受體共聚物薄膜的極化與退極化特性。最后,通過引入分子內(nèi)部極化算符,建立了憶阻和憶容的關(guān)聯(lián)性,給出了描述器件雙參量多狀態(tài)記憶特征的矩陣模型。4.構(gòu)建了Al/共聚物/ITO結(jié)構(gòu)的人工突觸器件,研究了基于記憶電容的神經(jīng)突觸可塑性。Al/共聚物/ITO人工突觸器件展現(xiàn)出了良好的突觸可塑性:雙脈沖易化、增強、抑制和學(xué)習(xí)-遺忘-再學(xué)習(xí)行為。通過增加脈沖次數(shù)實現(xiàn)了由短時程可塑性向長時程可塑性的過渡,證實了記憶電容模擬突觸可塑性的可能。此外,該器件還能以類似于人腦的方式響應(yīng)外界溫度的刺激,架起了神經(jīng)形態(tài)芯片與真實世界溫度傳感之間的橋梁。這些結(jié)果對基于記憶電容的人工突觸研究提供了有利的參考。
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN60
【圖文】：

律指出：集成電路中所容納的晶體管數(shù)目，倍。然而，當(dāng)前這個著名的定律遇到了前所近納米級尺寸，電子運行控制難度增大，芯劇變差；另一方面，由于密集光刻成本增加路技術(shù)的發(fā)展也遇到巨大阻礙。因此，為制度快的電子信息存儲產(chǎn)品，亟需尋找一種新。ory Resistance，簡稱憶阻）的出現(xiàn)給新型存由美國加州大學(xué)伯克利分校的 Chua 教授根阻將電荷量 Q 和磁通量 Φ 聯(lián)系起來： M 簡單的理解為一種具有記憶行為的非線性電勵方式改變其電阻值，從 I-V 曲線上則表現(xiàn)

聊城大學(xué)碩士學(xué)位論文容器件的大家庭里，記憶電容（Memory capacitance，簡稱憶容的性質(zhì)。它是 2008 年 11 月在美國加州大學(xué)伯克利分校舉行的際大會上，由 Ventra 教授在記憶電阻的理論基礎(chǔ)上提出[4]。記荷與電壓的內(nèi)部關(guān)系，從 C-V 曲線上表現(xiàn)為電容的滯回現(xiàn)象個積累的過程，所以其特性依賴于過去的狀態(tài)，因此也具有記感 教授在定義記憶電容的同時，還定義了記憶電感（Memory ind記憶電感是具有記憶特性的電感元件，反映了電流與通量的內(nèi)統(tǒng)的概念被擴展到電容和電感元件，具有記憶電阻、記憶電容分別稱之為憶阻器、憶容器和憶感器，三種不同器件的符號如

Pt/TiO2-x/Pt 三明治結(jié)構(gòu)憶阻器件的 I-V 曲經(jīng)過不懈努力，取得了許多有意義的加入 Ni+對器件記憶性能的影響，發(fā)，且能使器件憶阻行為更穩(wěn)定[20]。2于蛋白質(zhì)生物材料的憶阻器，通過對憶阻性能的有效調(diào)控[21]。2014 年

【參考文獻(xiàn)】

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1 萬竟平;劉錦華;梁建華;;鍍膜技術(shù)對金屬薄膜性能與制備氫化物薄膜的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2013年11期

2 羅銀燕;朱賢方;;電阻熱蒸發(fā)鍍膜與電子束蒸發(fā)鍍膜對納米球刻蝕方法制備二維銀納米陣列結(jié)構(gòu)的影響[J];物理學(xué)報;2011年08期

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1 舒景坤;基于調(diào)節(jié)存儲功能層的非易失性有機場效應(yīng)晶體管存儲器的研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 陳玉蓮;熱蒸發(fā)法制備氧化錫薄膜的工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2769460