忆阻器导论PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1基本电路元件 1

1.2忆阻器的重要概念 2

1.2.1忆阻器的原始定义 2

1.2.2忆阻系统 5

1.2.3广义忆阻器理论 6

1.3忆阻器的物理实现 10

1.3.1忆阻器的器件结构 10

1.3.2忆阻器的电阻转变特性 11

1.3.3惠普TiO2忆阻器的发现 12

1.4基于忆阻器的信息存储及其与处理融合应用 14

1.4.1非易失性存储器 14

1.4.2非易失性逻辑运算 16

1.4.3类脑神经形态计算 16

1.5忆阻器研究在中国 18

参考文献 20

第2章 忆阻器理论 26

2.1忆阻器的数学模型 26

2.1.1理想型忆阻器 29

2.1.2理想通用型忆阻器 31

2.1.3通用型忆阻器 40

2.1.4拓展型忆阻器 43

2.1.5忆阻器的V-I特性 45

2.1.6 POP：断电图 50

2.1.7直流V-I图 55

2.1.8连续记忆忆阻器 66

2.1.9小结 70

2.2忆容 71

2.2.1忆容系统的定义 71

2.2.2忆容系统的实现 73

2.3忆感 78

2.3.1忆感系统的定义 78

2.3.2忆感系统的实现 79

2.4记忆特性的共存 81

参考文献 82

第3章 忆阻器材料及物理机制 86

3.1忆阻材料 86

3.1.1二元金属氧化物 87

3.1.2钙钛矿结构氧化物 93

3.1.3固态电解质材料 95

3.1.4硫系化合物半导体材料 95

3.1.5有机材料 96

3.2无机忆阻物理机制 97

3.2.1电化学金属化机制 97

3.2.2价态转变机制 100

3.2.3热化学机制 103

3.2.4纯电子效应 103

3.3有机忆阻物理机制 107

3.3.1导电丝忆阻机制 107

3.3.2金属有机框架材料忆阻 108

3.4第一性原理计算 110

3.4.1对忆阻转变机理的研究 111

3.4.2对特定导电细丝结构的预测 119

3.4.3掺杂对忆阻特性影响的研究 121

3.4.4对忆阻材料选择的研究 125

3.4.5对实验分析的指导作用 127

3.4.6忆阻机理第一性原理计算的展望 129

参考文献 130

第4章 忆阻器工艺与集成 141

4.1纳米尺寸忆阻器单元 141

4.1.1忆阻器单元的制备工艺 141

4.1.2忆阻器的微缩能力 149

4.2忆阻器集成 155

4.2.1忆阻器集成工艺 155

4.2.2阵列中的漏电流问题 156

4.2.3 1T1R结构 157

4.2.4 1D1R结构 164

4.2.5 1S1R结构 170

4.2.6互补式忆阻器 184

4.2.7自整流忆阻器 193

4.2.8三维集成 199

参考文献 205

第5章 忆阻器在模拟电路中的应用 213

5.1理想SPICE模型 213

5.1.1边界迁移模型 214

5.1.2突触活动依赖可塑性模型 217

5.2双极性阈值行为模型 224

5.2.1 Pershin模型 224

5.2.2 Biolek模型 227

5.3紧凑模型 229

5.3.1导电丝紧凑模型 229

5.3.2导电丝紧凑模型验证 232

5.4忆阻器可编程模拟电路设计 236

5.4.1忆阻器一端接地的可编程电路 237

5.4.2利用电阻分压的忆阻器可编程电路 239

5.4.3忆阻器的通用编程模块 242

5.4.4基于运算放大器的忆阻器编程模块 243

5.5忆容与忆感的电路模型 246

参考文献 248

第6章 忆阻器在类脑神经形态计算中的应用 251

6.1神经形态计算研究背景 251

6.2基于忆阻器的神经元 253

6.2.1 Hodgkin-Huxley神经元的忆阻模型 254

6.2.2基于忆阻器件的神经元电路 257

6.3基于忆阻器的电子突触 260

6.3.1单忆阻器电子突触 263

6.3.2桥式忆阻突触电路 266

6.3.3时序依赖突触可塑性 268

6.3.4频率依赖突触可塑性 279

6.4联合学习的功能和实现 283

6.5长短期记忆 292

6.5.1生物长短期记忆固化模型 292

6.5.2忆阻器的记忆遗忘曲线 293

6.6基于忆阻的人工神经网络 301

6.6.1基于忆阻器的模式识别 301

6.6.2基于忆阻器的脉冲神经网络 307

参考文献 313

第7章 忆阻器在逻辑运算中的应用 322

7.1布尔逻辑运算 322

7.1.1忆阻器实质蕴涵逻辑 323

7.1.2忆阻器时序逻辑 332

7.2非易失性触发器 344

7.3存储与计算融合的忆阻架构 349

7.3.1冯·诺依曼架构的现状与挑战 349

7.3.2基于忆阻器的非冯·诺依曼并行架构 350

参考文献 355

第8章 基于忆阻器的多功能耦合器件 360

8.1磁耦合忆阻器件 360

8.1.1 ZnO基稀磁半导体材料阻变控磁研究 361

8.1.2其他材料阻变控磁研究 373

8.1.3磁耦合忆阻器件 380

8.2光耦合忆阻器件 384

8.2.1阻变过程对光学性能的调节 385

8.2.2光照对器件阻值的调节 388

8.3超导耦合忆阻器件 391

8.4柔性忆阻器件 394

8.4.1结构、分类、材料与性能指标 394

8.4.2柔性忆阻器件研究进展 397

8.5铁电耦合忆阻器件 418

参考文献 428