[发明专利]频率自适应LIF神经元及控制方法、模拟生物自适应的方法

权利要求书

1.一种频率自适应LIF神经元，其特征在于，包括电阻R_S、电阻R_o、阈值转变忆阻器和充电电容C_M，电阻R_S的第一端用于接收控制脉冲、第二端通过充电电容C_M接地，阈值转变忆阻器的第一端与所述电阻R_S的第二端连接，阈值转变忆阻器的第二端通过电阻R_o接地且第二端输出发放脉冲；

其中，所述阈值转变忆阻器包括阻变层以及分别位于阻变层两侧的底电极和顶电极，所述顶电极具有活性电极材料，所述阻变层具有空位，所述阈值转换忆阻器由低阻态到高阻态的关断阻态变化速度随着状态切换周期的增加而变慢，且所述阈值转换忆阻器的关断阻态变化速度随空位浓度的调节而改变，所述充电电容C_M的充电速度随着所述阈值转换忆阻器的关断阻态变化速度的变慢而变缓，以使输出的发放脉冲的频率逐渐变小直至趋于稳定。

2.如权利要求1所述的频率自适应LIF神经元，其特征在于，所述顶电极为由活性材料层和钛层组成的叠层，所述活性电极材料包括银或铜，所述阻变层包括硒化镓或全氟磺酸树脂，所述底电极为由铂、铬、金、钛中的一种或多种形成的单层或多层电极结构。

3.如权利要求1所述的频率自适应LIF神经元，其特征在于，所述阻变层厚度为5nm～10nm。

4.如权利要求1所述的频率自适应LIF神经元，其特征在于，所述空位为阻变层材料自身的空位或经等离子体处理所带来的空位。

5.一种LIF神经元的频率自适应控制方法，其特征在于，包括：

搭建权利要求1至4任一项所述的频率自适应LIF神经元，根据关断阻态变化速度的变化需求调节阈值转变忆阻器的空位浓度；

输入控制脉冲以对充电电容C_M进行充电，控制所述阈值转换忆阻器的状态切换，所述阈值转换忆阻器由低阻态到高阻态的关断阻态变化速度随着状态切换周期的增加而变慢，所述充电电容C_M的充电速度随着所述阈值转换忆阻器的关断阻态变化速度的变慢而变缓，以使输出的发放脉冲的频率逐渐变小直至趋于稳定，实现LIF神经元的频率自适应。

6.如权利要求5所述的频率自适应控制方法，其特征在于，对阻变层进行等离子体处理以获取空位，等离子体处理的功率范围为(20W，80W)、时间范围为(100s，180s)。

7.如权利要求6所述的频率自适应控制方法，其特征在于，等离子体为惰性气体的等离子体。

8.一种模拟生物自适应的方法，其特征在于，利用权利要求1至4任一项所述的频率自适应LIF神经元搭建神经网络，将环境刺激作为神经网络的输入控制LIF神经元的状态切换，所述神经网络的输出频率随着时间的增长而变缓直至趋于稳定，以模拟生物受到环境刺激时反应变慢并最终适应环境的过程。