用于视觉系统的忆阻器特性研究
发布时间：2023-05-12 19:12
人类学习的信息有70%以上来自它的视觉系统,它能够在复杂的环境中对各种物体进行识别和视觉信息的感知,这就推动了仿生视觉系统电子器件的发展,为未来的人工视觉提供了新的途径。虽然目前已经有了基于传统CMOS器件的机器视觉系统,但是这类系统还无法实现生物视觉系统的精准、高效、节能地对外界事物的探知。近年来,忆阻器在神经仿生学习中已崭露头角,这为构建全忆阻器基具有生物特征的视觉系统提供了可能,研究人员使用感光忆阻器调控电导完成了视觉系统对外部形状的感知和存储。但是用于模拟视网膜、神经元和神经突触的忆阻器性能还需要进一步优化、仿生机理还不够清晰,这阻碍了基于忆阻器视觉系统的实际应用和开发。在本论文中,我们参照人类视觉系统——视网膜、神经元和神经突触这三个重要组成部分制备相应的忆阻器,通过材料优化来实现忆阻器性能的提升,并探索忆阻器在仿生应用当中的物理机制。论文主要研究内容如下:a)用于充当视觉系统中视网膜的忆阻器研究:在生物视觉通路中,视网膜起到了对外界的信息转化为神经信号,进而完成将外部信息传递到更高的视觉中心。在制备具有视网膜功能的忆阻器中通过采用电化学沉积和水热处理的实验方法,制备出纳米多...
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 生物视觉传导通路
1.2 机器视觉
1.3 忆阻器
1.3.1 阻变存储器
1.3.2 忆阻器
1.4 阻变存储器及忆阻器的种类及其应用
1.4.1 阻变存储器及忆阻器的种类
1.4.2 忆阻器的应用
1.4.3 用于视觉系统的忆阻器存在的问题及解决方案
1.5 论文选题的意义及研究现状
1.6 主要研究内容
第二章 感光忆阻器的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 样品的制备与表征
2.2.1 基于纳米多孔TiN/BiVO4/FTO器件的制备
2.2.2 样品的表征
2.3 光电器件TiN/BiVO4/FTO性能表征及应用
2.3.1 纳米多孔BiVO4薄膜的形貌及其结构表征
2.3.2 基于BiVO4薄膜的忆阻器件及其电学性能表征
2.3.3 基于TiN/BiVO4/FTO的忆阻器视网膜的应用
2.3.4 基于TiN/BiVO4/FTO器件的光学逻辑功能
2.4 光电器件TiN/BiVO4/FTO忆阻机理
2.5 本章小结
第三章 用于Mott绝缘体神经元的选通管特性研究
3.1 引言
3.2 样品的制备与表征
3.2.1 基于VO2材料器件的制备
3.2.2 器件及材料的表征
3.3 具有Threshold现象的VO2器件表征及电学性能
3.3.1 VO2 材料简介
3.3.2 VO2 材料表征
3.3.3 VO2 在电场作用下发生相变的理论研究
3.4 本章小结
第四章 用于神经突触应用的量子电导器件的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 样品的制备
4.3 基于Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt结构忆阻性能表征
4.4 基于Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt结构忆阻器的神经突触仿生模拟
4.5 对Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt器件量子电导物理机制的分析
4.6 本章小结
第五章 Ag团簇掺杂TiO2薄膜用于神经突触仿生研究
5.1 引言
5.2 样品的制备与表征
5.2.1 双向电导连续可调器件的制备
5.2.2 样品的表征
5.3 Ag团簇掺杂改善器件的电导性能
5.3.1 纯氧化物忆阻器器件性能研究
5.3.2 Ag团簇掺杂TiO2以改善器件特性
5.3.3 器件阻变机理
5.3.4 神经突触仿生功能的实现
5.4 本章小结
第六章 Ag纳米团簇提高有机忆阻器的性能
6.1 引言
6.2 样品的制备与表征
6.2.1 样品的制备
6.2.2 器件制备及电学测试
6.3 蚕丝蛋白忆阻器的制备和电学性能表征
6.4 Ag纳米团簇掺杂蚕丝蛋白机理研究
6.5 Ag纳米团簇掺杂忆阻器神经仿生特性
6.6 纳米团簇掺杂器件的生物可降解特性
6.7 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得科研成果
本文编号：3814468
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 生物视觉传导通路
1.2 机器视觉
1.3 忆阻器
1.3.1 阻变存储器
1.3.2 忆阻器
1.4 阻变存储器及忆阻器的种类及其应用
1.4.1 阻变存储器及忆阻器的种类
1.4.2 忆阻器的应用
1.4.3 用于视觉系统的忆阻器存在的问题及解决方案
1.5 论文选题的意义及研究现状
1.6 主要研究内容
第二章 感光忆阻器的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 样品的制备与表征
2.2.1 基于纳米多孔TiN/BiVO4/FTO器件的制备
2.2.2 样品的表征
2.3 光电器件TiN/BiVO4/FTO性能表征及应用
2.3.1 纳米多孔BiVO4薄膜的形貌及其结构表征
2.3.2 基于BiVO4薄膜的忆阻器件及其电学性能表征
2.3.3 基于TiN/BiVO4/FTO的忆阻器视网膜的应用
2.3.4 基于TiN/BiVO4/FTO器件的光学逻辑功能
2.4 光电器件TiN/BiVO4/FTO忆阻机理
2.5 本章小结
第三章 用于Mott绝缘体神经元的选通管特性研究
3.1 引言
3.2 样品的制备与表征
3.2.1 基于VO2材料器件的制备
3.2.2 器件及材料的表征
3.3 具有Threshold现象的VO2器件表征及电学性能
3.3.1 VO2 材料简介
3.3.2 VO2 材料表征
3.3.3 VO2 在电场作用下发生相变的理论研究
3.4 本章小结
第四章 用于神经突触应用的量子电导器件的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 样品的制备
4.3 基于Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt结构忆阻性能表征
4.4 基于Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt结构忆阻器的神经突触仿生模拟
4.5 对Cu/Zr(0.5Hf0.5O2/Pt器件量子电导物理机制的分析
4.6 本章小结
第五章 Ag团簇掺杂TiO2薄膜用于神经突触仿生研究
5.1 引言
5.2 样品的制备与表征
5.2.1 双向电导连续可调器件的制备
5.2.2 样品的表征
5.3 Ag团簇掺杂改善器件的电导性能
5.3.1 纯氧化物忆阻器器件性能研究
5.3.2 Ag团簇掺杂TiO2以改善器件特性
5.3.3 器件阻变机理
5.3.4 神经突触仿生功能的实现
5.4 本章小结
第六章 Ag纳米团簇提高有机忆阻器的性能
6.1 引言
6.2 样品的制备与表征
6.2.1 样品的制备
6.2.2 器件制备及电学测试
6.3 蚕丝蛋白忆阻器的制备和电学性能表征
6.4 Ag纳米团簇掺杂蚕丝蛋白机理研究
6.5 Ag纳米团簇掺杂忆阻器神经仿生特性
6.6 纳米团簇掺杂器件的生物可降解特性
6.7 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得科研成果
本文编号：3814468
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