[发明专利]一种能够实现多进制加法计算的阻变器件及多进制加法计算的方法

权利要求书

1.一种能够实现多进制加法计算的阻变器件，该阻变器件包括：

下电极，由一导电材料层构成；

阻变层，由淀积在所述下电极上的金属氧化物层构成，该金属氧化物层中注入有杂质元素；

上电极，由淀积在所述金属氧化物层上的导电材料层构成；

所述阻变器件具有从高阻态到低阻态的多个阻值，每个阻值对应于一存储值，所述高阻态对应的存储值为0，所述低阻态对应的存储值为该阻变器件的最高存储值；

其特征在于：

当所述阻变器件的阻值降低到一相邻阻值时，则该阻变器件的存储值加1；

当所述阻变器件的阻值降低到所述低阻态时，则该阻变器件的存储值置0，同时高位阻变器件的存储值+1，从而完成一次高位进位+1的运算。

2.根据权利要求1所述的阻变器件，其中，

当对所述阻变器件施加一次set脉冲电压时，该阻变器件的阻值降低到一相邻阻值，相应的该阻变器件的存储值+1；

当对所述阻变器件施加一reset脉冲电压时，该阻变器件的阻值升高到某一阻值，相应的该阻变器件的存储值降低到该阻值对应的存储值。

3.根据权利要求2所述的阻变器件，其中，

当连续施加具有相同脉冲宽度和相同电压幅值的所述set脉冲电压时，所述阻变器件的阻值逐渐降低；

当施加具有相同脉冲宽度和不同电压幅值的reset脉冲电压时，所述阻变器件的阻值升高到与所述电压幅值对应的阻值。

4.根据权利要求1所述的阻变器件，通过施加一具有特定电压幅值的reset脉冲电压使所述阻变器件的阻值升高到高阻态，从而使该阻变器件的存储值置0。

5.根据权利要求1所述的阻变器件，通过对所述高位阻变器件施加一次set脉冲电压使其阻值降低到一相邻阻值，实现该高位阻变器件的存储值+1。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的阻变器件，所述set脉冲电压是正向脉冲，所述reset脉冲电压是反向脉冲。

7.根据权利要求1所述的阻变器件，所述导电材料层是多晶硅层、铂金属层或氮化钛层。

8.根据权利要求1所述的阻变器件，所述金属氧化物层是过渡金属氧化物层。

9.根据权利要求1所述的阻变器件，所述杂质元素是三价的金属。

10.根据权利要求1-5、7-9中任一项所述的阻变器件，所述阻变器件包括单极阻变存储器和双极阻变存储器。

11.一种利用阻变器件实现多进制加法计算的方法，所述阻变器件具有从高阻态到低阻态的多个阻值，每个阻值对应于一存储值，所述高阻态对应的存储值为0，所述低阻态对应的存储值为该阻变器件的最高存储值，所述方法包括如下步骤：

对所述阻变器件初始化，使其存储值为加数；

判断被加数是否为0；

如果被加数为0，则输出所述阻变器件的当前存储值作为计算结果；

如果被加数不为0，则判断所述阻变器件的当前存储值是否为该阻变器件的最高存储值；

如果所述阻变器件的当前存储值是其最高存储值，则对该阻变器件的存储值置0，同时使高位阻变器件的存储值+1，从而完成一次高位进位+1的运算；

如果所述阻变器件的当前存储值不是其最高存储值，则使该阻变器件的存储值+1，即实现加数+1的操作；

使被加数减1，返回前述判断被加数是否为0的步骤，继续下一个+1的操作。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

当对所述阻变器件施加一次set脉冲电压时，该阻变器件的阻值降低到一相邻阻值，相应的该阻变器件的存储值+1；

当对所述阻变器件施加一reset脉冲电压时，该阻变器件的阻值升高到某一阻值，相应的该阻变器件的存储值降低到该阻值对应的存储值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

当连续施加具有相同脉冲宽度和相同电压幅值的所述set脉冲电压时，所述阻变器件的阻值逐渐降低；

当施加具有相同脉冲宽度和不同电压幅值的reset脉冲电压时，阻变器件的阻值升高到与所述电压幅值对应的阻值。