摘要：突触是生物神经系统的重要组成部分.忆阻器因具备连续可调的非线性电导,与连接强度可连续调节的生物突触极为相似,因此在构建人工突触及类脑系统方面引起了广泛研究.本文制备了Cu/MXene/SiO2/W结构的忆阻器,基于该器件的电学特性、尤其是电导的连续可调特性,构建人工突触单元并设计了神经形态电路.在该电路中,通过施加连续的电压脉冲,对人工突触单元进行训练,成功模仿实现了经典条件反射行为.这一工作将对未来基于忆阻器构建大规模神经形态系统以进行类脑智能运算具有重要的意义.

摘要：阻变器件是一种微电子器件,具有阻值可在两个甚至两个以上的阻态之间重复变化的特点。忆阻器作为新型的阻变器件,具有可连续变化的丰富阻态。近年来因其具备简单的二端结构、高集成度以及低工作电压等特性,在新型非易失性存储以及构建神经形态系统等方面被广泛研究。但其在实现应用的过程中仍存在着稳定性较差等问题。近期一些工作证明了二维材料如氧化石墨烯在优化忆阻器性能方面具备良好的应用潜力。MXene是一种具备类似石墨烯结构的新型二维过渡金属碳/氮化物,因其具备二维层状结构显现出特殊的力学以及电学特性,有望应用于忆阻器中以提高器件的电学性能。在本文中,我们通过化学湿法刻蚀制备了Ti_(3)C_(2)粉末,通过旋涂工艺在忆阻器结构中引入Ti_(3)C_(2)薄膜。Ti_(3)C_(2)MXene与SiO_(2)同时作为忆阻器阻变层,制备了Cu/Ti_(3)C_(2)/SiO_(2)/W结构的忆阻器,并且对其相关电学特性进行了探究。在该器件上,通过实验测得忆阻器典型的开关特性曲线并在双向直流电压下针对高、低阻态的可重复性、稳定性进行了实验。结果表明该器件能够在100个扫描循环过程中保持稳定的高、低阻态达到10^(4) s以上。同时,该器件状态能够受脉冲电压调节,实现突触间典型的双脉冲易化行为。实验结果表明基于Ti_(3)C_(2)MXene的忆阻器将有望应用于构建新兴存储设备以及人工神经形态系统。