面向类脑计算的氧化物忆阻器 |
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引用本文: | 诸葛霞,朱仁祥,王建民,王敬蕊,诸葛飞.面向类脑计算的氧化物忆阻器[J].无机材料学报,2023(10):1149-1162. |
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作者姓名: | 诸葛霞 朱仁祥 王建民 王敬蕊 诸葛飞 |
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作者单位: | 1. 宁波工程学院电子与信息工程学院;2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所;3. 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心;4. 中国科学院大学材料与光电研究中心;5. 浙江大学温州研究院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(U20A20209,61874125);;环境友好能源材料国家重点实验室开放基金(20kfhg09);;宁波市自然科学基金(2021J139);;硅材料国家重点实验室开放基金(SKL2021-03)~~; |
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摘 要: | 类脑神经形态计算通过电子或光子器件集成来模拟人脑结构和功能。人工突触是类脑系统中数量最多的计算单元。忆阻器可模拟突触功能,并具有优异的尺寸缩放性和低能耗,是实现人工突触的理想元器件。利用欧姆定律和基尔霍夫定律,忆阻器交叉阵列可执行并行的原位乘累加运算,从而大幅提升类脑系统处理模拟信号的速度。氧化物制备容易,和CMOS工艺兼容性强,是使用最广泛的忆阻器材料。本文梳理了氧化物忆阻器的研究进展,分别讨论了电控、光电混合调控和全光控忆阻器,主要聚焦阻变机理、器件结构和性能。电控忆阻器工作一般会产生微结构变化和焦耳热,将严重影响器件稳定性,改进器件结构和材料成分可有效改善器件性能。利用光信号调控忆阻器电导,不仅能降低能耗,而且可避免产生微结构变化和焦耳热,从而有望解决稳定性难题。此外,光控忆阻器能直接感受光刺激,单器件即可实现感/存/算功能,可用于研发新型视觉传感器。因此,全光控忆阻器的实现为忆阻器的研究和应用打开了一扇新窗口。
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关 键 词: | 氧化物忆阻器 光电器件 人工突触 类脑神经形态计算 综述 |
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