电极材料对NbO_(x)Mott忆阻器稳定性的影响

为了改善NbO_(x)Mott忆阻器电学稳定性和一致性,提升NbO_(x)Mott忆阻器构建人工脉冲神经元的应用潜力,研究制备了通孔型NbO_(x)Mott忆阻器,并对比研究了Pt、W电极材料对器件稳定性和一致性的影响。研究结果表明,相较于常见报道的Pt电极器件,采用W电极的NbO_(x)Mott忆阻器表现出了更为优越的稳定性和一致性。此外,利用NbO_(x)Mott忆阻器搭建了振荡电路,成功实现了人工脉冲神经元的功能。基于W电极NbO_(x)Mott忆阻器的人工脉冲神经元可以稳定振荡时间超过106 s,循环耐久性可达1012次以上,其振荡波形的幅度及频率稳定性远好于基于Pt电极的人工脉冲神经元。进一步的XPS结果显示,在基于W电极的NbO_(x)Mott忆阻器中,W和NbO_(x)界面生成了一层致密的WO_(x)层,有效地阻挡了氧空位在NbO_(x)材料中的迁移。相比之下,基于Pt电极的NbO_(x)Mott忆阻器因Pt层存在大量晶界且对氧空位有较强的吸附作用,导致在电激活和阈值阻变过程中氧空位发生跳动,从而降低了器件的电学稳定性。该研究为提升NbO_(x)Mott忆阻器的稳定性和一致性提供了新的途径,有望推动其在脉冲型神经形态计算系统中的产业化应用。

面向神经形态感知的人工脉冲神经元的研究进展

近年来,随着人工智能技术和脉冲神经网络(SNN)的迅猛发展,人工脉冲神经元的研究逐渐兴起。人工脉冲神经元的研究对于开发具有人类智能水平的机器人、实现自主学习和自适应控制等领域具有重要的应用前景。传统的电子器件由于缺乏神经元的非线性特性,需要复杂的电路结构和大量的器件才能模拟简单的生物神经元功能,同时功耗也较高。因此,最近研究者们借鉴生物神经元的工作机制,提出了多种基于忆阻器等新型器件的人工脉冲神经元方案。这些方案具有功耗低、结构简单、制备工艺成熟等优点,并且在模拟生物神经元的多种功能等方面取得了显著进展。文章将从人工脉冲神经元的基本原理出发,综述和分析目前已有的各种实现方案。具体来说,将分别介绍基于传统电子器件和基于新型器件的人工脉冲神经元的实现方案,并对其优缺点进行比较。此外,还将介绍不同类型的人工脉冲神经元在实现触觉、视觉、嗅觉、味觉、听觉和温度等神经形态感知方面的应用,并对未来的发展进行展望。希望能够为人工脉冲神经元的研究和应用提供有益的参考和启示。