鈦氧化物憶阻器導(dǎo)電機(jī)理與阻抗控制研究.pdf

1、鈦氧化物憶阻器是理論憶阻器的一種物理實(shí)現(xiàn)，是當(dāng)前國內(nèi)外材料學(xué)、電路學(xué)及人工智能等科學(xué)領(lǐng)域廣泛研究的熱點(diǎn)，該電路元件的出現(xiàn)將可能從根本上改變電子信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)。然而，鈦氧化物憶阻器具有納米量級的尺寸及復(fù)雜的電路學(xué)特性，其導(dǎo)電過程受不同材料、參數(shù)及機(jī)理的作用與影響，雖經(jīng)多方研究，目前尚未形成定論，由此產(chǎn)生的鈦氧化物憶阻器阻抗?fàn)顟B(tài)控制與應(yīng)用是亟待解決的關(guān)鍵問題。
　　本文主要圍繞鈦氧化物憶阻器導(dǎo)電機(jī)理及阻抗?fàn)顟B(tài)控制方法進(jìn)行了深入研究

2、。本文主要研究內(nèi)容包括：
　　(1)深入調(diào)研了鈦氧化物憶阻器領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外關(guān)于器件制備，導(dǎo)電機(jī)理，建模仿真及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀，歸納總結(jié)了當(dāng)前研究中尚存的不足。
　　(2)提出了在鈦氧化物憶阻器中雜質(zhì)漂移與隧道勢壘共存的導(dǎo)電機(jī)理，并基于此提出了一種共存模型，通過模型仿真對雜質(zhì)漂移與隧道勢壘的共存機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明，相對于雜質(zhì)漂移或隧道勢壘機(jī)理，兩者共存的導(dǎo)電機(jī)理能夠更客觀的反映器件導(dǎo)電的物理規(guī)律，并且兩種機(jī)理

3、的共存是導(dǎo)致憶阻器導(dǎo)電行為具有不穩(wěn)定性的主要原因。
　　(3)基于所提出的共存模型研究了各個器件參數(shù)及工作參數(shù)對鈦氧化物憶阻器導(dǎo)電特性的影響，并據(jù)此提出了提高器件導(dǎo)電穩(wěn)定性的方法，對制備具有優(yōu)良導(dǎo)電特性的鈦氧化物憶阻器具有潛在價值。
　　(4)分別針對雜質(zhì)漂移模型、隧道勢壘模型及雜質(zhì)漂移與隧道勢壘共存模型研究了鈦氧化物憶阻器阻抗?fàn)顟B(tài)的控制方法，并基于雜質(zhì)漂移模型提出了一種鈦氧化物憶阻器阻抗?fàn)顟B(tài)控制電路，利用SPICE仿真驗(yàn)證

4、了所提出電路的正確性。
　　(5)基于鈦氧化物憶阻器阻抗控制方法設(shè)計(jì)了一種通頻帶參數(shù)可調(diào)且非易失的模擬濾波電路，該電路實(shí)現(xiàn)了通頻帶參數(shù)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的精確調(diào)整，并且具有斷電非易失的特性，解決了傳統(tǒng)模擬濾波器電路中改變通頻帶參數(shù)需改變電路結(jié)構(gòu)的問題。
　　(6)基于鈦氧化物憶阻器阻抗控制方法設(shè)計(jì)了一種模擬信號加密解密電路，該電路分別利用憶阻器的非線性導(dǎo)電特性及電荷記憶性對模擬信號進(jìn)行加密與解密，為憶阻器應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域提供了新