An experimental demonstration of the memristor test
本文通过实验应用理想忆阻器判别测试，检验被称为“$Φ$ 忆阻器”的载流导线-磁芯系统，证明其实为具有记忆的电感器而非忆阻器。
2021-02-23 cond-mat.mes-hall cs.ET
Perfect memristor: non-volatility, switching and negative differential resistance
我们提出了一个简单的模型的纳米开关作为记忆电阻器。纳米开关的电阻由电子隧穿通过在存在焦耳热耗散的情况下围绕位于电极之间的一个或多个电势最小值扩散的纳米颗粒来确定。在一个单一的潜在的最小值的情况下，我们观察到在有限的施加电流和负微分电阻的电阻滞后。对于两个（或更多个）最小值，切换机制是非易失性的，这意味着忆阻器可以切换到选择的电阻状态并保持在那里。此外，开关的噪声频谱表现出$1/f^2\rightarrow 1/f$交叉，与最近的实验结果一致。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
A sub-1-volt analog metal oxide memristive-based synaptic device for energy-efficient spike-based computing systems
纳米级金属氧化物忆阻器在开发可扩展且高效的脑启发计算系统方面具有潜力1 -3。在这样的系统中，忆阻器代表生物突触的天然电子模拟物。然而，现有忆阻器的特性不能完全支持突触连接的关键要求：高密度、可调重量和低能量操作。在这里，我们展示了一个双层忆阻器，是形成自由，低电压（~| 0.8V|）、节能（在~ 2 pJ时完全开启/关闭）和可靠。此外，脉冲测量揭示了忆阻器件的模拟性质，即它可以被直接编程到中间电阻状态。利用这一发现，我们证明了尖峰定时依赖可塑性（STDP），这是一种基于尖峰的赫布学习规则4。在这些实验中，当突触前和突触后神经尖峰重叠时，忆阻器表现出归一化突触强度的显著变化（>30倍）。该演示是迈向高密度和高连接性神经网络物理构建的重要一步。
2016-03-13 cond-mat.mes-hall
Transient dynamics of pulse-driven memristors in the presence of a stable fixed point
从动力学系统的角度来看，有些忆阻器非常有趣。当由交替极性的窄脉冲驱动时，它们的动力学具有稳定的固定点，这可能对未来的应用有用。我们研究了两种类型的忆阻器的瞬态动力学的特点是一个稳定的不动点使用时间平均的演化方程。解析地确定了Biolek窗函数忆阻器和电阻阈值型忆阻器电路（一种有效忆阻器）的时均轨迹，并找到了弛豫到稳定不动点的时间，我们的解析结果与数值模拟的结果完全一致.
2019-04-17 cond-mat.mes-hall cs.ET
Molecular dynamics simulations of oxide memristors: thermal effects
我们已经扩展了我们最近的忆阻器的分子动力学模拟，包括在设备的操作过程中出现的移动离子物种的热不均匀性的影响。模拟结果表明，一个有吸引力的短程氧空位之间的相互作用和增强的局部温度在创建/破坏导电氧通道之间的竞争。这种竞争将强烈影响忆阻器件的性能。
2010-12-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Memristor MOS Content Addressable Memory (MCAM): Hybrid Architecture for Future High Performance Search Engines
大容量内容可寻址存储器（CAM）是各种应用中的关键元件。缩放MOS晶体管不可避免的复杂性给此类系统的实现带来了重大挑战。与CMOS工艺兼容的不同技术的融合可能会使摩尔定律再延长几年。本文提供了一种新的方法对忆阻器（记忆电阻）的设计和建模的内容可寻址存储器（MCAM）使用忆阻器MOS器件的组合，形成一个存储器/比较逻辑单元，形成的CAM架构的构建块的核心。忆阻器的非易失性特性和纳米级几何形状以及与CMOS处理技术的兼容性增加了封装密度，通过禁用CAM块而不丢失存储数据来提供功率管理的新方法，降低了功耗，并且随着技术的成熟具有速度改进的范围。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall
Changing the state of a memristive system with white noise
我们能通过简单地施加白噪声来改变电阻的平均状态吗？我们表明，这个问题的答案是肯定的，如果电阻器有记忆的过去的动态（忆阻系统）。我们还证明了，如果记忆只产生于流经电阻器的电荷-一个理想的忆阻器-那么流经这样的忆阻器的电流不能充电串联连接的电容器，因此不能产生有用功。此外，忆阻系统可以使电容器上的电荷概率密度偏斜，这是可以通过实验测量的效果。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Variable resistor made by repeated steps of epitaxial deposition and lithographic structuring of oxide layers by using wet chemical etchants
可变电阻器由具有钙钛矿晶体结构的外延SrRuO3（SRO）、La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）和SrTiO3层构成。每一层通过平版印刷方法单独图案化。优化的湿化学蚀刻剂和有机溶剂中的几个抛光步骤允许后续层的良好外延，与原始衬底上的外延相当。高碘酸盐作为SRO的氧化剂和碘化物与抗坏血酸作为LSMO的还原剂被用来攻击这些化学抗性氧化物。最终的器件以与先前描述的用阴影掩模限定的可变电阻器类似的方式改变其电导。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Localized Radial Oxygen Migration in Functioning Tantalum Oxide Memristors
氧化钽，一个有前途的下一代存储材料，氧迁移的研究，使用在操作中的x射线吸收光谱显微镜，并用于微物理描述加速演变的导电沟道和器件故障。由此产生的环状图案的氧浓度建模使用热泳力和菲克扩散，建立温度激活的氧迁移的关键作用，最近一直受到质疑。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Compact chromium oxide thin film resistors for use in nanoscale quantum circuits
我们报告的一系列薄氧化铬薄膜的电特性，直流溅射生长，以评估其适用性作为纳米电子学芯片电阻。通过增加氧掺杂的水平，氧化铬膜的室温方块电阻从28 $Ω/ \square$变化到32.6k $Ω/ \square$。研究了在液氦中冷却到4.2K时电阻的变化;在4.2K时，薄层电阻随组分从65 $Ω/ \square$到20 G以上$Ω/ \square$而变化。所有测量的膜在所有测量的温度下显示欧姆行为。对于用于使用硅纳米线进行量子相位滑移测量的片上器件，需要硅纳米线和氧化铬之间的界面。通过表征界面接触电阻，我们发现金中间层是有利的：氧化铬-金界面的比接触电阻率为0.15 m $Ω$ cm $^2$，远低于直接氧化铬-硅界面的值65 m $Ω$ cm $^2$。我们的结论是，这些氧化铬薄膜是适合用于纳米级电路作为高价值的电阻器，与电阻率可调的氧含量。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memristive circuits simulate memcapacitors and meminductors
我们建议使用忆阻器（具有记忆的电阻器）的电子电路，其操作为忆电容器（具有记忆的电容器）和忆电感器（具有记忆的电感器）。使用忆阻器仿真器，建议的电路已经建成，并已被证明其操作，显示了一个有用的和有趣的三个存储器元件之间的连接。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Quasi-HfO$_x$/ AlO$_y$ and AlO$_y$/ HfO$_x$ Based Memristor Devices: Role of Bi-layered Oxides in Digital Set and Analog Reset Switching
了解氧化物基忆阻器器件的阻变行为或电阻变化，对于预测它们对已知电输入的响应至关重要。此外，利用忆阻器的已知电响应，可以确认其在非易失性存储器和/或人工神经网络中的有用性。尽管已经报道了双层或多层氧化物与单层氧化物相比可以改善开关性能，但是仍然缺少关于为什么对于某些氧化物组合可以容易地改善开关的详细解释。在此，我们制备了两种类型的双层异质结器件，准HfO $_x$ /AlO $_y$和AlO $_y$ /HfO $_x$夹在Au电极之间，并研究了它们的电响应。为了更深入地理解开关机制，还考虑了仅HfOx器件的性能，其用作控制器件。双层异质结构的作用进行了研究，使用实验和模拟结果。我们的研究结果表明，协同开关性能可以实现与这些材料和/或设备的适当组合。这些结果为设计用于模拟响应的更有效的双层或多层忆阻器器件开辟了途径。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Artificial Spin Ice Phase-Change Memory Resistors
我们研究了坡莫合金纳米线上的各向异性磁阻的影响，特别是电阻的性质取决于晶格的类型。我们讨论了人工自旋冰纳米线的内部自旋构型如何影响其有效电阻态，以及哪些机制可以引入电流依赖效应动态电阻态。我们讨论了自旋诱导的热相变机制，和非热畴壁自旋反转。在这两种情况下，我们观察到记忆行为让人想起忆阻器，具有I-V滞后收缩行为。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cs.ET
Oxygen vacancy dynamics in Pt/TiOx/TaOy/Pt memristors: exchange with the environment and internal electromigration
本文结合实验与模拟研究Pt/TiOx/TaOy/Pt忆阻器，揭示电形成时氧来自环境，而稳定后氧空位仅在两层氧化物间内部电迁移。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall
A CMOS Compatible Aluminum Scandium Nitride-based Ferroelectric Tunnel Junction Memristor
我们报道了一种与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术兼容的铁电隧道结忆阻器，它直接生长在硅衬底上，使用掺钪的氮化铝作为铁电层。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-Driven Hybrid Filament Formation Governs Switching in Ta-HfO$_2$-Pt Memristors
University of Illinois, Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
通过分子动力学模拟，研究了Ta/HfO$_2$/Pt器件中氧空位和Ta阳离子共同形成混合细丝的原子机制，揭示了初始氧空位浓度和空间分布对细丝形态的影响，并验证了模型与实验的一致性。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar electrical switching in metal-metal contacts
在精心设计的小几何形状的金属-绝缘体-金属器件中观察到了电开关。这些器件通常也被称为忆阻器，并且由特定材料组成，例如过渡金属氧化物、硫属化物、钙钛矿、具有价态缺陷的氧化物或惰性电极和电化学活性电极的组合。没有简单的物理器件被报道表现出电开关。我们已经发现，一个简单的点接触或金属片形成的颗粒排列表现出双极开关。这些装置被称为相干器，被认为是单向电引信。我们已经确定了控制电阻状态的状态变量，并且可以对器件进行编程以在多个稳定电阻状态之间切换。我们的观察使以前假设的热机制，其电阻变化的不足。这些器件构成了忆阻器的缺失的规范物理实现，通常被称为第四无源元件。除了在理解金属接触方面的理论进展外，目前的发现为物理学家和工程师提供了一种简单的忆阻器，用于广泛的实验，这是迄今为止不可能的。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxide layer thickness effects on the resistance switching characteristics of Ti/TiO2-NT/Au structure
采用钛箔阳极氧化法制备了自有序纳米管TiO 2-NT，其外径为45 nm。制备了四组直径为100 $μm$的基于Ti/TiO 2-NT/Au三明治结构的忆阻器，其氧化层厚度分别为80、120、160和200 nm。电流-电压（CV）特性的静态和动态操作模式下获得的样品进行了研究。估计高电阻状态和低电阻状态下的电阻。通过对动态模式下（> 14000次开关）CV特性的分析，指出了氧化层厚度为160 nm的Ti/TiO 2-NT/Au微忆阻器在非易失性存储器中的应用前景。关键词：阳极二氧化钛，钛白纳米管，纳米管结构，忆阻器，阻变
2019-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hydrophobically gated memristive nanopores for neuromorphic applications
针对现有半导体神经形态方案能效与尺寸不及生物神经元的问题，本研究结合模拟与实验构建疏水门控忆阻纳米孔，复现忆阻特性并实现可学习遗忘的突触器件，为高性能仿生忆阻器研发提供新方向。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Three-Dimensional Stateful Material Implication Logic
存储器和逻辑电路的单片三维集成可以显著提高计算系统的性能和能量效率。一些传统的和新兴的存储器适合于垂直集成，包括高度可扩展的金属氧化物电阻开关器件（忆阻器），然而逻辑电路的集成被证明更具挑战性。在这里，我们展示了内存和逻辑功能的单片三维电路，通过适应最近提出的基于忆阻器的有状态的材料蕴涵逻辑。虽然这样的逻辑已经实现了各种存储器设备，在最有前途的忆阻器为基础的电路中，过大的设备可变性限制了实验演示简单的门和几个周期的操作。通过开发一种低温，低可变性的制造工艺，并修改原始电路，以增加其鲁棒性的设备缺陷，我们实验表明，第一次，可靠的多周期多门材料的含义逻辑运算内的三维堆叠的单片集成忆阻器。三维的直接数据操作实现了极其紧凑和高吞吐量的逻辑-存内计算，并且值得注意的是，为费曼在纳米级实现8位加法器的巨大挑战提供了可行的解决方案。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall cs.ET
On the key role of oxygen vacancies electromigration in the memristive response of ferroelectric devices
铁电忆阻器由于其在数据存储和处理设备中的潜在实现而被深入研究。在这项工作中，我们表明，金属/铁电氧化物/金属器件的忆阻行为依赖于两种效应的竞争：可切换的铁电极化和氧空位的电迁移的金属/铁电界面势垒的调制，去极化场在后者中起着根本性的作用。我们模拟我们的实验结果与现象学模型，包括这两种影响，我们重现了几个非平凡的电响应功能，包括外部极化后观察到的电阻弛豫。除了深入了解这些复杂设备的基本物理特性外，我们的工作还表明，有可能在单个铁电忆阻器中结合非易失性和易失性电阻变化，这一问题可能对神经形态设备的开发有用。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
