[发明专利]一种单器件集成马尔可夫链算法的阻变存储器

权利要求书

1.一种单器件集成马尔可夫链算法的阻变存储器，其特征在于，该阻变存储器包括：电极输入信号装置，以及依次层叠的衬底、第一电极、下阻变层、半导体层、上阻变层和第二电极；其中，所述第一电极和第二电极分别与所述电极输入信号装置的负极和正极相连或相反亦可，用于导电以完成所述阻变存储器中电子的输运；所述下阻变层和上阻变层分别用于形成导电通道，以改变所述第一电极和第二电极间的电阻值；所述半导体层用于吸附在电场作用下移动的离子并分隔在所述下阻变层和上阻变层之间连续的导电通道；

通过所述电极输入信号装置使得所述第一电极和第二电极间电压呈单一方向的逐渐增大或连续锯齿波状增大，在此过程中，根据上、下阻变层间导电通道的形成情况和熔断情况定义多种状态，由前后状态间转变概率组成的状态转移矩阵和由状态出现概率组成的状态概率向量之间的关系满足马尔可夫链算法。

2.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述多种状态定义如下：

所述阻变存储器具有两种初始状态：根据是否有与较低电势电极相连的阻变层中的导电通道的形成来判定，若无单层导电通道的形成，则为初始高阻态，反之，则为初始低阻态；

在电压变化过程中，对于初始高阻态而言，上、下阻变层中以较快生长速率生长的一层依次出现导电通道的形成与断裂；或对于初始低阻态而言，与较高电势电极相连的阻变层中依次出现导电通道的形成与断裂，以上两种情况定义为状态1；

在电压变化过程中，对于初始高阻态而言，上、下阻变层均依次出现导电通道的形成与断裂，此情况定义为状态2；

在电压变化过程中，对于初始低阻态而言，依次出现与较高电势电极相连的阻变层中导电通道的形成，与上、下阻变层均出现导电通道的断裂；或对于初始高阻态而言，依次出现上、下阻变层导电通道的形成，与和较高电势电极相连接的阻变层导电通道的断裂，以上两种情况定义为状态3。

3.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述衬底由依次层叠的导电层和绝缘层组成；其中，所述导电层选用掺杂半导体、金属、导电胶、金属氧化物或柔性电极中的任意一种制成，用于所述绝缘层、第一电极、下阻变层、半导体层、上阻变层和第二电极的支撑；所述绝缘层位于所述导电层上表面，并与第一电极相连，用于隔离信号。

4.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述第一电极、第二电极均分别选用以下材料中的任意一种制成：掺杂半导体、金属、导电胶、金属氧化物和柔性电极。

5.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述上阻变层、下阻变层均分别由自然氧化后具有自限制效应的材料通过自然氧化的方式，或者原子层淀积的方式来形成。

6.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述上阻变层、下阻变层各自的厚度范围为0.34nm至50nm。

7.根据权利要求1所述的阻变存储器，其特征在于，所述半导体层采用二维半导体材料制成。

8.根据权利要求7所述的阻变存储器，其特征在于，所述二维半导体材料包括硒化锡。