Bionic Sypantic Application of OxRRAM Devices

Recent progress in energy, environment, and electronic applications of MXene nanomaterials

“…Shen et al synthesized solution-processed staked layers of Ag/AlO x /MXene/ITO 298 and Ag/MXene/MXene/Pt. 294 Both RS devices showed LTP/LTD properties. Wang et al fabricated an Ag/V 2 C/W threshold switching device.…”

“…The Ag/AlO x /MXene/ITO device possessed an operating voltage of ∼2 V with an ON/OFF ratio of 10 4 . 294 Lian et al fabricated a Cu/MXene/SiO 2 /W RRAM device and demonstrated the RS effect under ∼3 V. 295 ture suggested that the MXenes other than Ti 3 C 2 T x are much less explored for non-volatile memory applications.…”

Simplification of Chua corsage memristor and hardware implementation of its neuron circuit

“…用前景，神经形态计算的核心处理单元即为神经元，因此单个神经元的建模具 有重大意义 [3,4] 。 神经元的生理学过程极其复杂，难以直接进行人工模拟，可通过构建神经 元电路实现神经行为的发放。神经元电路属于非线性电路，改变电路参数或调 节外部激励时，该电路的输出电压信号或电流信号呈现类似生物神经元的尖峰 放电、簇放电和混沌放电等行为 [5] 。近年来，专家学者构建了很多神经元模型， 如 H-H (Hodgkin-Huxley)神经元模型将神经元的动态过程用电路模式来描述，其 中电流的激活和失活有不同的时间尺度和阈值电压 [6] 。虽然 H-H 模型对神经元 行为的模拟较为准确，但其时间复杂度较高，不适合在大型网络中使用。LIF (Leaky Integrate-and-Fire)模型相比 H-H 模型是高度简化的，但其忽略了很多复 杂的神经动力学行为 [7] ；上述研究均为通过数学方程的形式对神经元模型及其动 力学特性进行的理论分析，寻找适合构建神经元的器件是进一步实现研究突破 的关键。 目前基于金属氧化物的纳米级忆阻器件可分为两类：局部无源忆阻器和局 部有源忆阻器(Locally-active memristor, 简称 LAM)。局部无源忆阻器可用于实现 电子突触 [8] ，而局部有源忆阻器则可用于构建神经元电路 [9] 。LAM 是指静态电 压-电流(DC voltage-current，简记为 DC V-I)特性曲线存在负斜率区域的忆阻 器，工作点位于局部有源区的忆阻器可以为电路提供能量，使输出响应具有产 生复杂动力学行为的可能 [10] 。根据控制变量的不同，LAM 又分为压控型和流控 型。目前发现的纳米级局部有源忆阻器件，如 NbO 2 、VO 2 忆阻器等，均属于流 控型 [11,12] ，尚未在实际中制备出纳米级压控型 LAM 器件。考虑到实际中同时存 在压控型非线性电阻(如隧道二极管)和流控型非线性电阻(如肖克利二极管) 3 [13] ，压控型 LAM 电子器件的实现也指日可待。 为了探索压控型 LAM 的特性和应用，文献 [14]基于 N 型(压控型)LAM 构建了二阶神经元电路研究了其神经动力学特性，模拟了生物触觉神经元的频 率特性，并给出了硬件实现；文献 [15]基于 N 型 LAM 设计了非自治混沌神经元 电路。2016 年，蔡少棠教授提出了一种特定的压控型局部有源忆阻器，并命名 为蔡氏结型忆阻器(Chua corsage memristor，简记为 CCM) [16] ，其丰富的动力 学特性具有较高的研究价值，Zubaer 随后将其扩展为四翼、六翼 CCM，并揭示 其动力学特性及状态切换机制 [17][18][19] 。文献 [20]分析了由二翼 CCM 构成的三阶神 经元电路，其拓扑结构简单，可产生多种复杂的神经形态行为；文献 [21] 3)所示 [16][17][18]…”