得益于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高度并行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及其事件觸發(fā)的計(jì)算模式,人腦可以以更小的空間、時(shí)間代價(jià)以及更低的功耗代價(jià)在某些復(fù)雜任務(wù)中獲得比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更好的表現(xiàn)。為了模擬生物大腦這一高度并行化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),如何制備、優(yōu)化以及集成擁有生物突觸、神經(jīng)元功能的電子器件成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)。本文的主要內(nèi)容將圍繞憶阻突觸器件展開(kāi),首先通過(guò)憶阻器的制備過(guò)程介紹常見(jiàn)的工藝設(shè)備和流程,通過(guò)對(duì)器件的電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試提出一種優(yōu)化憶阻器在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在的性能指標(biāo)不達(dá)標(biāo)問(wèn)題的解決方法,最后通過(guò)仿真工作探究不同器件參數(shù)對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影響。本文首先介紹人工突觸的研究背景及意義,并介紹生物突觸的基本特性,同時(shí)探究人工突觸應(yīng)該具備的一些理想特性。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究人員在相變存儲(chǔ)器、憶阻器以及新型場(chǎng)效應(yīng)晶體管等人工突觸方向上的研究進(jìn)展的介紹,總結(jié)現(xiàn)在人工突觸器件已經(jīng)具備的一些特性。其次,本文以憶阻器的制備流程為例介紹在制備人工突觸過(guò)程中所使用的基本實(shí)驗(yàn)儀器和方法。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)所制備的憶阻器件的電流性能進(jìn)行測(cè)試,本文還對(duì)不同機(jī)理的憶阻器件進(jìn)行了介紹,并探究基于不同機(jī)理的憶阻器之間性能的異同點(diǎn)。同時(shí)本文對(duì)實(shí)際憶阻器件測(cè)試過(guò)程... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

未來(lái)計(jì)算方向和傳統(tǒng)計(jì)算所面臨的問(wèn)題

人腦的空間、時(shí)間以及功耗代價(jià)都比較低，并生活有數(shù)據(jù)交互或者有大量實(shí)時(shí)或者不完整數(shù)據(jù)的任務(wù)[3]。物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高并行性、高魯棒性、高容錯(cuò)能力、自我學(xué)習(xí)（Event-driven）的計(jì)算模式，即能量只有在需要處理數(shù)據(jù)的模擬人腦的生物結(jié)構(gòu)以及計(jì)算模式成為當(dāng)下的研究熱潮。在由大量的神經(jīng)元（~1011）通過(guò)突觸（~1015）相互交錯(cuò)連接網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)元負(fù)責(zé)處理信息，而突觸負(fù)責(zé)傳遞信息，突觸權(quán)之間連接權(quán)重的大小[5]。如何在電子領(lǐng)域做到類腦，首先便并實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)元和人工突觸器件以組成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由中的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生物神經(jīng)元的數(shù)目，所以，如何設(shè)計(jì)低功集成的電子突觸器件就顯得格外重要。圖 1-2 展示了如何通傳統(tǒng)的以計(jì)算為核心的馮·諾依曼計(jì)算結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成以數(shù)據(jù)為。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文絡(luò)。突觸允許神經(jīng)元之間進(jìn)行信號(hào)的傳輸。在生物上，突觸觸兩種。電突觸多存在于一些低等動(dòng)物體內(nèi)。在這種突觸中電耦合，可以直接進(jìn)行電信號(hào)的傳輸，沒(méi)有其他形式的信號(hào)突觸，電突觸要少見(jiàn)的多，因此人工突觸模擬的主要是化學(xué)突個(gè)簡(jiǎn)單的化學(xué)突觸示意圖。它主要由突觸前膜，突觸間隙和突當(dāng)來(lái)自于突觸前膜，即前神經(jīng)元的電學(xué)信號(hào)到達(dá)前突觸末端神經(jīng)元釋放保存在突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙中，這在突觸間隙中進(jìn)行擴(kuò)散并最終和突觸后膜上的受體蛋白進(jìn)行導(dǎo)致后突觸細(xì)胞的膜電位發(fā)生變化。這種膜電位的變化可以導(dǎo)，并由下一級(jí)突觸再次傳導(dǎo)到下一級(jí)神經(jīng)元。


本文編號(hào)：2903348