[发明专利]一种导电细丝型忆阻器及制备方法与存储模式的调控方法

说明书

本发明公开了一种导电细丝型忆阻器及制备方法与存储模式的调控方法。所述导电细丝型忆阻器包括：底电极、形成在所述底电极上的核壳量子点层、形成在所述核壳量子点层上的顶电极。本发明所述导电细丝型忆阻器将核壳量子点层作为忆阻器的介质层，利用核壳量子点光响应性实现了光调控忆阻器在易失性存储模式与非易失性存储模式之间的切换，具有可远程操控、非损害、简易等优势。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种导电细丝型忆阻器及制备方法与存储模式的调控方法。

背景技术

大数据时代的来临对现代计算机信息处理技术提出了更高的要求，而由于冯诺依曼瓶颈和摩尔定律的失效，传统架构的数字计算机的发展陷入了困境。一种革新的策略就是应用类脑的存储计算一体化模式，即存储与运算操作位于同一单元。二端忆阻器就是完美契合这种类脑计算架构的存储器单元。

相比于传统的硅基快速存储器，忆阻器有着易微缩化、低成本、结构简单、操作速度快等优势。忆阻器采用三明治结构，即金属-介质层-金属，外加的电源刺激可以驱动介质层的离子移动然后实现材料结构变化，从而导致器件的阻值变化。忆阻器中离子的运动恰好模拟了生物突触的功能，而可控的电阻值能表示出突触的权重。基于忆阻器的硬件神经网络电路具有高度的运算并行性，人们认为这将能应用于未来的片上运算存储、存储计算一体化、生物模拟计算等领域。

对忆阻器的研究在未来电子信息领域的发展有着至关重要的作用。根据存储器件所记录数据是否会丢失可分为非易失性存储器和易失性存储器。非易失性存储器是指在撤销外加电源后，所记录的电阻值不会发生改变；而易失性存储器则是指器件所记录的数据会随着外加电源的撤走而丢失。一般而言，忆阻器中离子运动会形成连接两个电极的导电细丝，导电细丝的数量、形状、大小决定了器件的电导值；非易失性忆阻器中的导电细丝在电源撤走后能稳定存在，而易失性忆阻器的导电细丝在撤销电源后由于表面能最小化、空间斥力等因素而自发扩散溶解。迄今，国际上很多研究团队已经将非易失性忆阻器应用于构建逻辑门电路、振荡器、硬件神经网络电路，而易失性忆阻器则被应用于构建高亚阈值斜率晶体管、交叉结构阵列中的选择器、真随机数产生电路以及生物神经元电路。不同的存储模式决定于特定的材料体系，能够在单个忆阻器中实现稳定可控的易失性与非易失性存储模式切换是人们一直积极探索的研究目标，这种多功能型忆阻器件是创新电路开发必不可少的单元。

目前，已经有许多报道过的方法可以实现单个器件实现两种模式的并存，如掺杂、改变退火或电压扫描条件以及施加不同的限制电流的方法。其中，在电学扫描过程中施加不同限制电流是最常见的实现方法。当施加较小的限制电流时，忆阻器中形成的导电细丝偏细且数量较小，在电源撤走后会细丝会自发断裂，电导恢复到初始状态；当施加较大的限制电流时，忆阻器中允许生长的导电细丝会更粗更多，即使在电源撤走后细丝也能稳定存在。但由于该种模式调控手段要在电路中切换设定的限制电流，这会使得电路设计过程中要添加额外的调整模块，甚至会影响后端电路的信号。上述的其他调控手段会对忆阻器本身的材料体系造成不可逆的影响进而影响了器件的寿命。因此，如何简易无损调控器件的存储模式成为了制备多功能忆阻器的重点问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导电细丝型忆阻器及制备方法与存储模式的调控方法，旨在解决现有忆阻器需要添加额外的调整模块导致后端电路的信号受到影响的问题。

一种导电细丝型忆阻器，其中，包括：

底电极、形成在所述底电极上的核壳量子点层、形成在所述核壳量子点层上的顶电极。

所述的导电细丝型忆阻器，其中，所述底电极包括多个条形底电极，所述顶电极包括多个条形顶电极；

所述多个条形底电极横向平行排列在所述核壳量子点层下侧面，所述多个条形顶电极纵向平行排列在所述核壳量子点层上侧面。