人類學(xué)習(xí)的信息有70%以上來自它的視覺系統(tǒng),它能夠在復(fù)雜的環(huán)境中對各種物體進行識別和視覺信息的感知,這就推動了仿生視覺系統(tǒng)電子器件的發(fā)展,為未來的人工視覺提供了新的途徑。雖然目前已經(jīng)有了基于傳統(tǒng)CMOS器件的機器視覺系統(tǒng),但是這類系統(tǒng)還無法實現(xiàn)生物視覺系統(tǒng)的精準(zhǔn)、高效、節(jié)能地對外界事物的探知。近年來,憶阻器在神經(jīng)仿生學(xué)習(xí)中已嶄露頭角,這為構(gòu)建全憶阻器基具有生物特征的視覺系統(tǒng)提供了可能,研究人員使用感光憶阻器調(diào)控電導(dǎo)完成了視覺系統(tǒng)對外部形狀的感知和存儲。但是用于模擬視網(wǎng)膜、神經(jīng)元和神經(jīng)突觸的憶阻器性能還需要進一步優(yōu)化、仿生機理還不夠清晰,這阻礙了基于憶阻器視覺系統(tǒng)的實際應(yīng)用和開發(fā)。在本論文中,我們參照人類視覺系統(tǒng)——視網(wǎng)膜、神經(jīng)元和神經(jīng)突觸這三個重要組成部分制備相應(yīng)的憶阻器,通過材料優(yōu)化來實現(xiàn)憶阻器性能的提升,并探索憶阻器在仿生應(yīng)用當(dāng)中的物理機制。論文主要研究內(nèi)容如下:a)用于充當(dāng)視覺系統(tǒng)中視網(wǎng)膜的憶阻器研究:在生物視覺通路中,視網(wǎng)膜起到了對外界的信息轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號,進而完成將外部信息傳遞到更高的視覺中心。在制備具有視網(wǎng)膜功能的憶阻器中通過采用電化學(xué)沉積和水熱處理的實驗方法,制備出納米多...

【文章頁數(shù)】：177 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 生物視覺傳導(dǎo)通路
    1.2 機器視覺
    1.3 憶阻器
        1.3.1 阻變存儲器
        1.3.2 憶阻器
    1.4 阻變存儲器及憶阻器的種類及其應(yīng)用
        1.4.1 阻變存儲器及憶阻器的種類
        1.4.2 憶阻器的應(yīng)用
        1.4.3 用于視覺系統(tǒng)的憶阻器存在的問題及解決方案
    1.5 論文選題的意義及研究現(xiàn)狀
    1.6 主要研究內(nèi)容
第二章 感光憶阻器的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 樣品的制備與表征
        2.2.1 基于納米多孔TiN/BiVO₄/FTO器件的制備
        2.2.2 樣品的表征
    2.3 光電器件TiN/BiVO₄/FTO性能表征及應(yīng)用
        2.3.1 納米多孔BiVO₄薄膜的形貌及其結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 基于BiVO₄薄膜的憶阻器件及其電學(xué)性能表征
        2.3.3 基于TiN/BiVO₄/FTO的憶阻器視網(wǎng)膜的應(yīng)用
        2.3.4 基于TiN/BiVO₄/FTO器件的光學(xué)邏輯功能
    2.4 光電器件TiN/BiVO₄/FTO憶阻機理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 用于Mott絕緣體神經(jīng)元的選通管特性研究
    3.1 引言
    3.2 樣品的制備與表征
        3.2.1 基于VO₂材料器件的制備
        3.2.2 器件及材料的表征
    3.3 具有Threshold現(xiàn)象的VO₂器件表征及電學(xué)性能
        3.3.1 VO₂ 材料簡介
        3.3.2 VO₂ 材料表征
        3.3.3 VO₂ 在電場作用下發(fā)生相變的理論研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 用于神經(jīng)突觸應(yīng)用的量子電導(dǎo)器件的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 樣品的制備
    4.3 基于Cu/Zr₍0.5_Hf_0.5O₂/Pt結(jié)構(gòu)憶阻性能表征
    4.4 基于Cu/Zr₍0.5_Hf_0.5O₂/Pt結(jié)構(gòu)憶阻器的神經(jīng)突觸仿生模擬
    4.5 對Cu/Zr₍0.5_Hf_0.5O₂/Pt器件量子電導(dǎo)物理機制的分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Ag團簇?fù)诫sTiO₂薄膜用于神經(jīng)突觸仿生研究
    5.1 引言
    5.2 樣品的制備與表征
        5.2.1 雙向電導(dǎo)連續(xù)可調(diào)器件的制備
        5.2.2 樣品的表征
    5.3 Ag團簇?fù)诫s改善器件的電導(dǎo)性能
        5.3.1 純氧化物憶阻器器件性能研究
        5.3.2 Ag團簇?fù)诫sTiO₂以改善器件特性
        5.3.3 器件阻變機理
        5.3.4 神經(jīng)突觸仿生功能的實現(xiàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 Ag納米團簇提高有機憶阻器的性能
    6.1 引言
    6.2 樣品的制備與表征
        6.2.1 樣品的制備
        6.2.2 器件制備及電學(xué)測試
    6.3 蠶絲蛋白憶阻器的制備和電學(xué)性能表征
    6.4 Ag納米團簇?fù)诫s蠶絲蛋白機理研究
    6.5 Ag納米團簇?fù)诫s憶阻器神經(jīng)仿生特性
    6.6 納米團簇?fù)诫s器件的生物可降解特性
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間取得科研成果



本文編號：3814468