[精品]憶阻器綜述.doc

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1、國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r憶阻器的理論是于1971年由美國(guó)華裔科學(xué)家蔡少堂提出，并且在2008年被HP公司發(fā)現(xiàn)。雖說(shuō)有關(guān)憶阻器的發(fā)言權(quán)在西方國(guó)家，但是無(wú)論是最新理論創(chuàng)新方面還是憶阻器應(yīng)用方面，我國(guó)在這方面的研究并不比他們落后多少。早在上世紀(jì)九十年代（1991年），我國(guó)對(duì)氣體放電燈的電壓電流特性進(jìn)行了深刻的研究，發(fā)現(xiàn)了氣體放電燈的一些新性質(zhì)，最后指出氣體放電燈屬于-?種流控憶阻器，其特性不能用電路屮的三個(gè)傳統(tǒng)的基本元件來(lái)描述。同時(shí)，它們對(duì)氣體放電燈的一些憶阻特性進(jìn)行了大篇幅的分析探討"。在1995年，他們又在原來(lái)的基礎(chǔ)上發(fā)表了論文⑵，這篇論

2、文主要研究氣體放電燈在音頻段至射頻段的電圧電流函數(shù)。他們采用了新型電子儀器設(shè)備，對(duì)氣體放電燈在該頻段的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，得到了一些新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且進(jìn)一步說(shuō)明了氣體放電燈的流控憶阻器特性。借助于大量的實(shí)驗(yàn)，它們?cè)谝纛l段至射頻段給出了氣體放電燈的八組電圧電流波形，波形顯示，其形狀如同一個(gè)分布在一三象限的八字形蝴蝶結(jié),與惠普實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好，這一發(fā)現(xiàn)比惠普實(shí)驗(yàn)室早了十多年，但是當(dāng)時(shí)的科技發(fā)言權(quán)不再屮國(guó)，使得我國(guó)的這一發(fā)現(xiàn)至今仍然鮮為人知。2008年9月，我國(guó)清華大學(xué)校友陳怡然等人發(fā)表論文⑶，主要給岀了基于納米電子

3、自旋效應(yīng)的三種電子自旋憶阻器，屬于世界領(lǐng)先水平。電子自旋是原子屮普遍存在的現(xiàn)象。這篇論文根據(jù)納米電子自旋產(chǎn)生的磁性效應(yīng)，給出了三種電子自旋憶阻器，這三種憶阻器的原理不同于惠普實(shí)驗(yàn)室的二氧化鈦雙極開關(guān)模型，這種新型電子口旋憶阻器可以在從皮秒量級(jí)到微秒量級(jí)等不同的速率下進(jìn)行電阻值的轉(zhuǎn)換，以滿足不同應(yīng)用的需要，相信在不久的將來(lái)，這種憶阻器將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r早在1995年，惠普實(shí)驗(yàn)室接到了科研上層的任務(wù)，即：研究納米級(jí)的電子器件。經(jīng)過(guò)多年的研究與實(shí)驗(yàn)，在2006年就發(fā)現(xiàn)了用二氧化鈦組成的憶阻器，并且在2008年第一個(gè)發(fā)

4、表相關(guān)論文，同年5月份，惠普公司用兩端納米級(jí)電阻開關(guān)點(diǎn)陣器件實(shí)現(xiàn)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。2008年6月1日,美國(guó)波士頓GeorgeMasonUniversity研究生VictorErokhin和M.P.Fontana研制了一個(gè)聚合體憶阻器⑷2008年7月15日,惠普實(shí)驗(yàn)室高級(jí)科研者StanleyWilliams等人發(fā)表論文⑸，主要講到了納米級(jí)金屬/氧化物/金屬開關(guān)的憶阻特性，揭示了它屬于一個(gè)雙極開關(guān)，以及它的憶阻器開關(guān)特性與機(jī)制。2008年8刀26日，韓國(guó)三星公司在他們所研制的雙層氧化物器件屮發(fā)現(xiàn)了電流記憶特性，并且表明它也屬于一種

5、憶阻器，這個(gè)憶阻器的工作機(jī)理也與惠普實(shí)驗(yàn)室的有所不同。2008年11月底，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)共同舉辦了憶阻器及憶阻系統(tǒng)研討會(huì)，惠普實(shí)驗(yàn)室在會(huì)上展示了憶阻器的最新進(jìn)展世界首個(gè)3D憶阻器混合芯片。2008年1月，MassimilianoDiVentra,YuriyV.Pershin,Leon0.Chua發(fā)表論文這篇論文把憶阻器系統(tǒng)的概念推廣到電路其他三個(gè)基本元件，并且對(duì)其特性進(jìn)行了大膽?的猜想與論證。2009年四月，美國(guó)密歇根大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種由納米級(jí)憶阻器構(gòu)成的芯片，該芯片能存儲(chǔ)1

6、千比特的信息。發(fā)表在《納米通訊》上的此項(xiàng)研究成果將有可能改變半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，使成功研制出更小、更快、更低廉的芯片或電腦成為可能。憶阻器可以作為電腦元件，可在一簡(jiǎn)單封裝屮提供內(nèi)存與邏輯功能。此前，由于可靠性和重復(fù)性問(wèn)題，所展示的都是只有少數(shù)憶阻器的電路，而研究人員此次展示的則是基于硅憶阻系統(tǒng)并能與CMOS兼容的超高密度內(nèi)存陣列。雖然1千比特的信息量并不算大，但研究人員仍認(rèn)為這是一大飛躍，這將使該技術(shù)更易于擴(kuò)展以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。芯片研制者、密歇根大學(xué)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授呂煒表示，在一個(gè)芯片上集成更多的晶體管已變得越來(lái)越困難，

7、因?yàn)榫w管縮小導(dǎo)致功耗增加，且難以安排所有必需的互連，將器件差界做到最小的成本也很高。而憶阻器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，它們更易于在一個(gè)芯片上封裝更多的數(shù)量，以達(dá)到最高可能密度，對(duì)于內(nèi)存這樣的應(yīng)用更具吸引力。美國(guó)惠普公司科學(xué)家2010年4月8H在《自然》雜志上撰文表示，他們?cè)趹涀杵?memristor)設(shè)計(jì)上取得重大突破，發(fā)現(xiàn)憶阻器可進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算，用于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)應(yīng)用?？茖W(xué)家認(rèn)為，公眾將在3年內(nèi)看到憶阻器電路，其或許可取代H前似乎已經(jīng)處于“窮途末路”的硅晶體管，最終改變整個(gè)電腦行業(yè)。H前，最先進(jìn)的晶體管的大小為30納米到40納米，

8、比一個(gè)生物病毒還小(一個(gè)生物病毒約為100納米)，惠普納米技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的資深專家斯坦?威廉姆斯表示，惠普現(xiàn)正著手研究3納米級(jí)的憶阻器，開、關(guān)的時(shí)間只需要十億分之一秒。參考文獻(xiàn)1、楊麗徒，王連才，秦克敬等，《氣體放電燈的電路特性》，1991年2、楊麗徒，王連才，秦克敬等，《氣體放電燈的電壓