摘要
忆阻器因其具有结构简单、可集成密度高、运行功耗低等优势,在高效信息存储处理、类脑突触功能模拟等领域有着良好的应用前景。氧化锌材料具有制备工艺简单、室温激子稳定性优异、生物相容性良好等优点,是发展高性能忆阻器件的理想材料之一。本文综述了近年来氧化锌基忆阻器件的研究进展,包括氧化锌基忆阻器件的阻变特性与运行机制、突触认知功能模拟、相关神经形态功能及应用。首先,介绍了氧化锌基忆阻器件的阻变特性及其运行机制,包括电信号和光信号调制的阻变行为;在此基础上,依据不同的阻变特性依次介绍了基于忆阻器实现的突触器件认知功能模拟,包括突触可塑性和进阶学习法则模拟;进一步介绍了忆阻器件在神经形态计算方面的应用,包括逻辑运算、模式识别和多模式感存算一体化功能;最后,总结氧化锌基忆阻器件现阶段面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。
Memristors have potential in high-efficiency information processing and synaptic function simulation due to their high density,low power consumption and continuously adjustable resistance.Zinc oxide is an ideal choice for memristor with high performance due to its various preparation methods,exciton stability and biocompatibility.Herein,the recent research progress of ZnO-based memristive device is reviewed,including memristive behaviors and mechanism,the cognitive functions of synapse simulated by analog-type memristor as well as functionality and applications.We first review the switching-type and corresponding memristive mechanism,including electronic memristors and optoelectronic memristors.Then,the cognitive functions of synapse including synaptic plasticity and learning experience are introduced.Moreover,we exhibit the applications of ZnO-based memristive device in logic operation,pattern recognition and multimodal in-sensor computing.Finally,we summarize the advantages/challenges of ZnO-based memristor and prospect the future development.
作者
史佳娟
单旋宇
王中强
徐海阳
刘益春
SHI Jiajuan;SHAN Xuanyu;WANG Zhongqiang;XU Haiyang;LIU Yichun(Key Laboratory of UV-Emitting Materials and Technology of Ministry of Education,Northeast Normal University,Changchun 130024,China)
出处
《发光学报》
北大核心
2025年第5期753-769,共17页
Chinese Journal of Luminescence
基金
国家重点研发计划(2023YFB4402301)。
关键词
氧化锌
忆阻器
光电忆阻器
人工突触
zinc oxide
memristor
optoelectronic memristor
artificial synapse
作者简介
史佳娟(1996-),女,辽宁铁岭人,博士,2024年于东北师范大学获得博士学位,主要从事忆阻器件的研究。E-mail:shijj969@nenu.edu.cn;Corresponding Authors:王中强(1984-),男,吉林长春人,博士,教授,2013年于东北师范大学获得博士学位,主要从事忆阻器、类脑器件的研究。E-mail:wangzq752@nenu.edu.cn;Corresponding Authors:刘益春(1962-),男,吉林通化人,博士,中国科学院院士,1995年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位(意大利都灵工业大学联合培养),主要从事宽禁带半导体光电子材料与器件的研究。E-mail:ycliu@nenu.edu.cn。
