【摘要】：當(dāng)今以密度驅(qū)動發(fā)展的存儲器技術(shù)發(fā)展逐漸達(dá)到其物理極限，功能驅(qū)動的認(rèn)知存儲器件可能成為延續(xù)摩爾定律的接班人。 本文首先把認(rèn)知存儲器和當(dāng)前主流存儲器作比較，闡述了認(rèn)知存儲器的優(yōu)點(diǎn)。電子突觸器件作為一種重要的認(rèn)知存儲器件，近幾年受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。這樣一種器件既能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，還能夠模擬生物神經(jīng)元突觸的一些認(rèn)知功能，為認(rèn)知計(jì)算奠定了器件基礎(chǔ)。本文介紹了生物神經(jīng)突觸電特性的一些基本概念和理論，并基于此提出了在電子突觸器件中實(shí)現(xiàn)生物神經(jīng)元突觸特性及功能的一些條件和要求。 生物神經(jīng)元突觸的最基本和重要特性是突觸可塑性，突觸的權(quán)重即神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度能夠在生物電信號刺激下增加或減小。為在電子突觸器件中模擬突觸可塑性，要求器件能夠在施加的電信號作用下，實(shí)現(xiàn)電阻值的漸變。本文采用硫系化合物材料，可基于其具有的兩種不同電特性進(jìn)行阻值調(diào)制：相變特性和憶阻特性。（1）硫系化合物可在晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆轉(zhuǎn)換。在非晶向晶態(tài)轉(zhuǎn)變的晶化過程中存在包括成核和生長兩個過程，隨施加電脈沖而所積累能量的增加，晶化程度上升，直到完全晶化成為多晶，調(diào)節(jié)晶化程度能調(diào)節(jié)材料電阻。（2）硫系化合物材料存在能捕獲釋放載流子的缺陷，以及作為銀等活潑小半徑金屬離子的固態(tài)電解質(zhì)，具有憶阻特性，能通過控制電流方向改變電阻大小。 根據(jù)硫系化合物的兩種阻變機(jī)理，以及所要實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)突觸功能的特點(diǎn)，提出一套針對利用阻變器件實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸功能的測試方法，包括：直流測試、簡單脈沖測試、設(shè)計(jì)突觸前后刺激脈沖以及電子突觸功能實(shí)現(xiàn)。構(gòu)建所需測試平臺，，能提供兩通道脈沖信號以及采集反饋信號。測試了以GeSbTe和AgInSbTe為功能材料的兩種電子突觸，并成功實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)突觸功能，具體為活動時序依賴突觸可塑性。
[Abstract]:Nowadays, the development of density-driven memory technology has gradually reached its physical limit, and functional-driven cognitive memory devices may become successors to Moore's law. In this paper, the advantages of cognitive memory are described by comparing cognitive memory with current mainstream memory. As an important cognitive memory device, electronic synaptic devices have been widely concerned by researchers at home and abroad in recent years. Such a device can not only realize data storage, but also simulate some cognitive functions of biological neuron synapses, which lays a device foundation for cognitive computing. In this paper, some basic concepts and theories of synaptic characteristics of biological neurons are introduced, and some conditions and requirements for realizing synaptic characteristics and functions of biological neurons in electronic synaptic devices are put forward. The most basic and important characteristic of synapses in biological neurons is synaptic plasticity. The weight of synapses, that is, the connection intensity between neurons, can be increased or decreased under the stimulation of bioelectrical signals. In order to simulate synaptic plasticity in electronic synaptic devices, the device is required to realize the gradual change of resistance under the action of applied electrical signals. In this paper, sulfur compounds can be used to modulate the resistance values based on two different electrical properties: phase transition characteristics and memristor properties. (1) sulfur compounds can be inversely converted between crystalline and amorphous states. There are two processes in the crystallization process from amorphous to crystalline, including nucleation and growth. With the increase of energy accumulated by applied electric pulse, the degree of crystallization increases until the complete crystallization becomes polycrystal. Adjusting the degree of crystallization can adjust the resistance of the material. (2) Sulphur compound materials have defects that can capture and release carriers, as well as solid electrolytes as active and small radius metal ions such as silver, which have the characteristics of memristor. The resistance can be changed by controlling the direction of the current. According to the two resistance mechanisms of sulfur compounds and the characteristics of synaptic function to be realized, a set of test methods for realizing synaptic function by using resistive devices are proposed, including DC test, simple pulse test, The design of presynaptic stimulation pulse and the realization of electronic synaptic function. The required test platform can provide two-channel pulse signal and collect feedback signal. Two kinds of electronic synapses using GeSbTe and AgInSbTe as functional materials were tested, and the synaptic function was successfully realized, which was called active sequence dependent synaptic plasticity.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宮晨利,周天健;用廣義鍵合模型分析液固界面的平衡結(jié)構(gòu)[J];安徽工學(xué)院學(xué)報(bào);1995年03期

2 安志環(huán);陳天虎;彭書傳;;胭脂紅陰離子插層Mg/Al-LDH晶體結(jié)構(gòu)的研究[J];安徽化工;2011年01期

3 王躍,李全保,韓慶林,宋炳文,介萬奇,周堯和;固態(tài)再結(jié)晶法生長碲鎘汞晶體的相變過程[J];半導(dǎo)體光電;2000年01期

4 王躍,宋炳文,劉朝旺,王靜宇,楊玉林,介萬奇,周堯和;MOCVD外延碲鎘汞薄膜的生長工藝選擇[J];半導(dǎo)體光電;2000年04期

5 曾慶科,曾憲富;電流控制LPE生長In_（1－x）Ga_xAs_yP_（1－Y）[J];半導(dǎo)體光電;1995年02期

6 羅木昌,楊德仁,闕端麟;CZ重?fù)戒R硅單晶的銻和氧雜質(zhì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);1999年05期

7 鄧樹軍;高宇;姜艦;戴小林;吳志強(qiáng);劉冰;;熱場結(jié)構(gòu)對直拉硅單晶生長能耗影響分析[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年12期

8 游仁然,胡文瑞;浮區(qū)中熱和溶質(zhì)的毛細(xì)對流[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1992年04期

9 張紅治,胡禮中,孫曉娟,王志俊,梁秀萍;選擇液相外延法制備GaAs SNOM微探尖[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2005年06期

10 李洵，陳根祥，簡水生;非平面InP液相外延生長的理論與實(shí)驗(yàn)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1995年02期

相關(guān)會議論文 前7條

1 彭立明;鄒啟明;溫宏權(quán);毛協(xié)民;徐匡迪;;單晶連鑄技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1998年

2 何知宇;趙北君;朱世富;任銳;溫才;葉林森;鐘雨航;王立苗;楊慧光;;氣相生長硒化鎘單晶體的生長速度研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（10）[C];2007年

3 王世棟;褚敏雄;孫慶國;;鹵水-氨法堿式氯化鎂晶須的制備及影響因素的研究[A];2006年中國鎂鹽行業(yè)年會暨新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備推介會論文集[C];2006年

4 王智賢;趙北君;朱世富;邱春麗;李新磊;何知宇;陳寶軍;;垂直布里奇曼法生長Cd_(1-x)Zn_xTe晶體的位錯分布研究[A];第四屆西部十二�。▍^(qū)）市物理學(xué)會聯(lián)合學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

5 楊慧珍;余瑾;祖方遒;;Pb_(26)Sn_(42)Bi_(32)液液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對凝固行為組織的影響[A];中國機(jī)械工程學(xué)會第十一屆全國鑄造年會論文集[C];2006年

6 周英彥;高首山;李紅霞;李莉香;;關(guān)于成核速率公式的研究(Ⅰ)——液相膠粒成核速率公式的簡化近似表達(dá)式[A];第六屆全國顆粒制備與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

7 周明斌;李振榮;范世馬豈;徐卓;;引入溫度梯度的高壓Na助熔劑法生長GaN晶體的研究[A];第十六屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集-02半導(dǎo)體材料器件及應(yīng)用[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 高傳慧;堿式硫酸鎂晶須的合成及表面改性研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 起華榮;A356合金熔體調(diào)控對流動性的影響機(jī)理研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

3 梅向陽;真空定向凝固法去除硅中金屬雜質(zhì)和晶體生長控制的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

4 黃林勇;鋅基氧（硫）化鋅微納米結(jié)構(gòu)的合成、表征、光電性質(zhì)及生長機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2010年

5 王永珍;風(fēng)窗玻璃霜霧結(jié)解過程傳熱及其解化特性研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 許俊閃;下地幔條件下Si和Mg在MgsiO_3鈣鈦礦單晶中擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

7 朱光磊;AZ91D鎂合金高剪切流變成形理論與工藝研究[D];北京有色金屬研究總院;2010年

8 徐民;Nd_xLu_（1-x）VO_4系列激光晶體的生長及其性能研究[D];山東大學(xué);2011年

9 顏濤;高品質(zhì)鈮酸鋰、鉭酸鋰晶體的生長、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究[D];山東大學(xué);2011年

10 于法鵬;高溫壓電晶體的生長、性能表征和應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙曉宏;Cr~（4+）：YAG晶體的生長與缺陷分析[D];長春理工大學(xué);2010年

2 張建交;鑭、釹、鈰對4004鋁合金變質(zhì)效果研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

3 李劍秋;均相沉淀法制備羥基磷灰石晶須及其臺階生長機(jī)理研究[D];武漢工程大學(xué);2010年

4 陳晉;微波氧化焙燒高鈦渣制備人造金紅石新工藝的研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

5 孫麗達(dá);納米ITO粉末制備工藝技術(shù)的研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

6 唐昭輝;微波加熱制備直接還原鐵工藝的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

7 張瑾;氣相法制備超細(xì)錫基無鉛焊料粉體的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

8 吳季;摻Er~（3+），Yb~（3+）鎢酸鉀釔激光晶體的生長與性能研究[D];福建師范大學(xué);2010年

9 何壇;金屬的固/液界面能與形核過冷度研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2011年

10 趙高瞻;Al-Mn-Ti-P-Cu中間合金及Mg對Al-25Si合金組織與性能的影響[D];太原理工大學(xué);2011年

本文編號：2482319