基于Pt-TiO2-x-TiO2-TiO2+x-Pt雙擴展憶阻器研究.pdf

1、本文綜述了國內(nèi)外憶阻器研究現(xiàn)狀，分析了惠普憶阻器的結(jié)構(gòu)、原理和主要特點。憶阻器的納米尺度、非易失性和可堆疊性具備設(shè)計新型大規(guī)模集成電路以延續(xù)甚至突破摩爾定律的能力。憶阻器的運算多值性具有設(shè)計人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能模擬計算機體系結(jié)構(gòu)潛能。
　　本文進一步研究了我們提出的新型雙擴展結(jié)構(gòu)憶阻器并制成了實物樣品，主要開展的研究工作有:
　　1.給出了雙擴展納米尺度結(jié)構(gòu)憶阻器（即Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt納米結(jié)構(gòu)

2、憶阻器的新結(jié)構(gòu)并成功獲得一項中國發(fā)明專利授權(quán)和兩項美國發(fā)明專利授權(quán)）。本論文研究在兩根交叉的鉑納米線之間夾TiO2-x/TiO2/TiO2+x三層納米二氧化鈦半導(dǎo)體薄膜，制備成Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt納米結(jié)構(gòu)，研究這種雙擴展憶阻器模型、工作機理及其特性。
　　2.根據(jù)離子漂移理論，對經(jīng)典的惠普型憶阻器提出了新的建模方法，同時對比討論了雙擴展憶阻器模型特點，并且在Matlab和HSPICE等主流電路仿真軟件平

3、臺下仿真實現(xiàn)。仿真結(jié)果表明本文憶阻器理論模型更加符合憶阻器實物測試結(jié)果。研究了基于惠普型憶阻器了讀寫操作的電路結(jié)構(gòu)，提出一個能充分發(fā)揮憶阻器存儲與運算特性的智能存儲結(jié)構(gòu)。
　　3.通過對雙擴展憶阻器的工作原理和理論模型的分析，給出了雙擴展憶阻器的電壓與電流對時間積分的數(shù)學(xué)表達式，更準確的表達了雙擴展憶阻器工作情況。
　　4.深入探討了雙擴展憶阻器關(guān)鍵組成部件的制備，其中包括上下鉑納米線電極、本征二氧化鈦納米層TiO2、缺氧二

4、氧化鈦納米層TiO2-x、富氧二氧化鈦納米層TiO2+x，利用了SEM、XPS等表征手段分析了各個納米部件的成分與結(jié)構(gòu)。給出了雙擴展憶阻器的制備工藝流程圖和雙擴展憶阻器的實物樣品。
　　5.研究了鉑納米電極的V-I特性曲線、雙擴展憶阻器的V-I特性曲線、重復(fù)性曲線和V-I特性遲滯曲線，并且通過特性曲線分析來科學(xué)合理確定仿真參數(shù)。
　　6.針對與惠普型憶阻器對比證明雙擴展憶阻器開關(guān)速度更快、功率更低，提出了一種新型基于雙擴展憶