忆阻元件文献总结

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1、忆阻元件1、研宄背景忆阻元件（Memristor）的概念由LeonO.Chua提出，得名于其电阻对所通过电量的依赖性，被认为是电阻、电容和电感之外的第四种基本电路元件。在1971年，LeonO.Chua在IEEE“TransactionsonCircuitTheory”发表了一篇文章《Memristor--ThcMissingCircuitElement》，提供了记忆电阻的数学基础。他认为，基本的电子构件有叫种：电阻、电容、电感、记忆电阻；定义它们的基本的电路参数也有叫个：电流、电压、电荷q、磁漏q＞。电荷对时间的导数是电流，磁漏对时间的导数是电

2、压，而揭示（P和q之间的关系，正预言了忆阻元件的实现。由于缺乏实验的支撑，在被提出后的二十儿年间，相关理论虽有发展却并设有引起足够的关注。近来Stmkov等成功制作了具有忆阻性能的器件结构后，忆阯元件开始引起更多学者的研究兴趣，并可望成为电子学、材料科学等领域研究的新热点。实际上，忆阻元件可以川许多不同材料制成，其组值随两端电压而变，随所加电压的时间长短而变。刚开始时是作为二位存储元件，但也可以工作在模拟方式，而成为一种新型的逻辑电路。产生一种新型的计算，使之在存储数据的芯片内进行，而不在CPU上进行。这就更像祌经系统，祌经元之间的连接可以有强弱

3、，而导致人脑学习和配置功能。这种存储是非易失性的，关了电源也不会丢。它可以做到1纳米级别。Chua说10个记忆电阻可能能做原來要50个晶体管才能做的事。近期，记忆电阻可能主要用于存储设备，将來可能用于人工祌经网络，像模式识别，传感器信号的实时分析等。R前，实现忆阻器件的模型和机理主要有：边界迁移模型、电子自旋阻塞模型、绝缘体.金属转变、丝电导机制、氧化还原反应等。尽管忆阻性是电路中普遍存在的现象，直到近年来其应用范围、使用条件等问题冰引起学者的关注与讨论。明确的物理机制同精确的数学描述一样，对于忆阻元件的应用与推广至关重要。随着人们对于忆阻元件概

4、念理解的深入，实现忆阻性能的多种物理模型与机理在各研究领域被相继提出，真正意义上的忆阻元件成为现实。本文通过查询相关忆阻元件的文献，对不同的忆阻元件的文献研究进行简笮综述。2、研宄内容2.1《Chaoticmemristor》（混沌忆阻元件）文章提出并通过实验证明一个混沌的记忆体电阻元件（忆阻元件）的存在。方法的核心是使用一个电阻系统，其运动方程用于其内部的状态变量与一个多粒子在势阱的那些描述是相似的。忆阻元件仿真器和混沌忆阻元件己经能够使用，它的混沌特性测量也己经实现丫。一个庞加莱沁｝图表明了混沌是一个简单的非自治系统的回路，这个回路只涉及一个

5、电压源直接串联连接忆阻元件和一个标准的电阻。文章也探讨理论上这个系统的一些细节，测量吸引子和计算Lyapunov指数。使用类似于许多纳米忆阯的多势阱装罝，表明混沌动力学在其他现有忆阻系统存在的可能性。一般的混沌系统都对初始条件具有敏感依赖性，在不同的初始条件下系统轨线随时间的演化是不可预测的，但它的运动轨迹始终局限于一个确定的混沌吸引域内，无论混沌系统内部状态多么不稳定,它的轨迹都不会走出浞沌吸引域，即浞沌是有界的。但对于忆阻振荡器，由于其平衡点为分布于某一坐标轴上的点集，不同位罝的平衡点具有不同的动力学特性。因此在不同的初始条件下系统轨线会从混

6、沌行为向周期行为或稳定的汇发生状态转移；反之亦然.这是由于忆阻元件对内部状态具有独特的记忆性所决定的。2.1.1混沌实验的演沁简单的电路图如图1所示，一个可编程的电压源V（t）、忆阯元件M和一个电流敏感电阻R0连接串联在一起。在电子元件这个级别，忆阻元件的模拟器由一个数字电位器、模数转换器（ADC）单元和控制单元（单片机）组成。控制单元读取数字代码与ADC（对应于外加电压）并根据算法为数字电位器生成（写）代码。在这个电路中，外加的电压和通过R0的电压的频率都为800HZ，和时刻变化的V⑴的仿真频率是一致的。外加的电压序列如：巾0开始上升，加入一个

7、负极性电压（-2.25V）持续时间2S，零值电压持续时间1S。这被看成一个重賈过程，确保我们可以知道忆阻元件的初始状态。重置以后，投入峰值为Vapp的一个2HZ的正弦电压，这个过程为控制忆阻元件持续10S，然后为混沌忆阻元件持续20S。接着，电压下降至0V，允许系统延迟5S。一个完整的电压序列随着1000步长的在0.1V和2.9V之间变化的Vapp的增加而不断重复。重置过程是很重要的，因为忆阻元件包拈了前一个时刻的外加电压的信息。图1实验电路然后通过实验数据观测点比较受控的忆阻元件和混沌忆阻元件，在这个观测点上，有一个数据淸晰证明了混沌电路的性质

8、，实验波形由被实际证明的数据所体现，甚至于当添加一个周期势阱，系统的响应均带有不可预测性。2.1.2理论分析有一个理解混沌忆阻元件的响应