本書全面深入地介紹了憶阻器理論及其智能應(yīng)用。全書共10章，內(nèi)容包括憶阻器概述、憶阻器的物理機制及特性、憶阻器的材料與制備工藝、憶阻器的突觸仿生特性、基于憶阻器的邏輯運算電路、憶阻器在感知神經(jīng)元及網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)中的應(yīng)用、憶阻器在SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)中的應(yīng)用、憶阻器在氣體累積流量傳感器中的應(yīng)用、自旋憶阻器陣列在核輻射吸收累積量傳感器實現(xiàn)中的應(yīng)用、類腦智能及腦機接口技術(shù)。這些內(nèi)容將為理解和掌握憶阻器基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)、材料、工藝，以及在感、存、算等智能器件中的應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。
本書可作為集成電路、人工智能、電子信息、電氣工程及自動化等專業(yè)的本科生和研究生的教科書，也可以作為從事憶阻器和智能器件理論、設(shè)計、制備和測試的專業(yè)研究人員和工程師的自學和參考用書。
第1章 憶阻器概述 1
1.1 憶阻器的提出 1
1.2 憶阻器的定義 3
1.3 憶阻器的特性 6
1.4 憶阻系統(tǒng) 9
1.5 HP憶阻器 10
1.6 憶阻器的發(fā)展歷程 13
1.7 憶阻器應(yīng)用狀況 14
1.7.1 基礎(chǔ)電路中的應(yīng)用 14
1.7.2 人工智能器件中的應(yīng)用 16
1.7.3 感存算功能電路中的應(yīng)用 18
習題 20
參考文獻 21
第2章 憶阻器的物理機制及特性 23
2.1 憶阻器的物理機制 23
2.1.1 離子遷移機制 23
2.1.2 導(dǎo)電絲機制 24
2.1.3 電流傳輸機制 26
2.2 憶阻器的電學特性 30
2.2.1 I-U特性 30
2.2.2 C-U特性 33
2.2.3 脈沖電壓特性 34
2.3 憶阻器的穩(wěn)定性測試 36
2.3.1 電壓循環(huán)測試 36
2.3.2 阻值保持測試 37
2.3.3 高溫測試 37
習題 38
參考文獻 38
第3章 憶阻器的材料與制備工藝 40
3.1 概述 40
3.2 鈣鈦礦 41
3.2.1 鈦酸鋇 41
3.2.2 鈦酸鍶 42
3.3 金屬氧化物 42
3.3.1 二氧化鈦 42
3.3.2 氧化鎳 43
3.3.3 氧化鋁 43
3.3.4 氧化鉿 43
3.3.5 氧化鍺 44
3.3.6 氧化鉭 44
3.3.7 氧化銅 44
3.3.8 氧化鋅 45
3.4 硫化物 45
3.4.1 硫化銀 45
3.4.2 硫化鋅 46
3.4.3 硫化銅 46
3.4.4 硫化亞錫 46
3.4.5 二硫化鉬 47
3.5 有機材料 47
3.5.1 有機小分子材料 47
3.5.2 聚合物材料 48
3.6 制備工藝 48
3.6.1 憶阻器結(jié)構(gòu) 48
3.6.2 薄膜制備 49
3.6.3 光刻技術(shù) 53
參考文獻 56
第4章 憶阻器的突觸仿生特性 57
4.1 神經(jīng)突觸基本功能的憶阻器模擬 57
4.1.1 短時程突觸可塑性 59
4.1.2 長時程突觸可塑性 60
4.1.3 學習和遺忘特性 61
4.1.4 經(jīng)驗式和聯(lián)合式學習特性 62
4.2 脈沖頻率響應(yīng)特性 65
4.2.1 脈沖頻率對器件權(quán)值的影響 65
4.2.2 脈沖頻率響應(yīng)特性的模擬 66
4.2.3 脈沖頻率響應(yīng)的意義 68
4.3 憶阻器在感覺系統(tǒng)中的應(yīng)用 68
4.3.1 LIF模型中的憶阻器 68
4.3.2 憶阻器模擬神經(jīng)元的信息傳遞 69
4.4 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用 71
4.4.1 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本特性 71
4.4.2 憶阻器在脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的
作用 72
4.4.3 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例 73
習題 78
參考文獻 79
第5章 基于憶阻器的邏輯運算電路 81
5.1 邏輯電路中的憶阻器模型 81
5.1.1 Yakopcic模型 81
5.1.2 VTEAM模型 84
5.1.3 Knowm模型 86
5.2 基本邏輯門 88
5.2.1 與門 89
5.2.2 或門 92
5.2.3 非門 94
5.2.4 或非門 97
5.2.5 異或門 98
5.3 組合邏輯電路 101
5.3.1 加法器 101
5.3.2 乘法器 105
5.3.3 編碼器 109
5.3.4 譯碼器 112
5.4 四值邏輯電路 116
5.4.1 基礎(chǔ)四值邏輯電路 116
5.4.2 四值譯碼器 120
習題 122
參考文獻 122
第6章 憶阻器在感知神經(jīng)元及網(wǎng)絡(luò)
實現(xiàn)中的應(yīng)用 124
6.1 概述 124
6.2 感知神經(jīng)元及模型 125
6.3 憶阻器型感知神經(jīng)元 127
6.3.1 憶阻器權(quán)重模塊 128
6.3.2 輸入加權(quán)模塊 130
6.3.3 信息融合模塊 130
6.3.4 映射輸出模塊 131
6.3.5 反饋控制模塊 132
6.4 反向串聯(lián)憶阻器型感知神經(jīng)元 133
6.5 全域值憶阻感知神經(jīng)元 137
6.6 單層憶阻感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 142
6.7 多層憶阻感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 145
6.8 應(yīng)用案例 146
6.8.1 單輸入的憶阻器感知神經(jīng)元
設(shè)計 146
6.8.2 反向串聯(lián)憶阻感知神經(jīng)元設(shè)計 150
6.8.3 全域值憶阻感知神經(jīng)元設(shè)計 153
6.8.4 邏輯“或”運算設(shè)計 158
6.8.5 單層憶阻感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 161
6.8.6 多層憶阻感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 164
習題 167
參考文獻 168
第7章 憶阻器在SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)中的
應(yīng)用 170
7.1 概述 170
7.2 雙憶阻SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)及原理 171
7.3 雙憶阻SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
電路設(shè)計 176
7.3.1 雙憶阻權(quán)值模塊 176
7.3.2 歐氏距離運算模塊 178
7.3.3 預(yù)處理模塊 183
7.3.4 神經(jīng)元決策模塊 187
7.3.5 憶阻權(quán)值更新模塊 187
7.3.6 雙憶阻SOFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路
工作過程 188
7.4 應(yīng)用案例 191
7.4.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 191
7.4.2 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 192
7.4.3 實驗結(jié)果及分析 197
習題 199
參考文獻 200
第8章 憶阻器在氣體累積流量傳感器中的
應(yīng)用 202
8.1 概述 202
8.2 用憶阻器實現(xiàn)氣體累積流量計量的
基本方案及策略 203
8.2.1 基本方案 203
8.2.2 單憶阻器策略 205
8.2.3 反向串聯(lián)策略 206
8.2.4 串聯(lián)策略 209
8.2.5 并聯(lián)策略 209
8.3 傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理 210
8.3.1 轉(zhuǎn)化及計量電路 210
8.3.2 供電與反饋平衡電路 212
8.3.3 后期處理電路 214
8.3.4 傳感器工作原理 215
8.4 應(yīng)用案例 217
8.4.1 實驗及參數(shù)設(shè)置 217
8.4.2 響應(yīng)特性 217
8.4.3 影響因素分析 222
習題 228
參考文獻 229
第9章 自旋憶阻器陣列在核輻射吸收累積量
傳感器實現(xiàn)中的應(yīng)用 231
9.1 概述 231
9.2 傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理 233
9.2.1 自旋憶阻器陣列 234
9.2.2 阻值測量電路 238
9.2.3 憶阻器阻值輸出電路 239
9.3 應(yīng)用案例 242
9.3.1 實驗及參數(shù)設(shè)置 242
9.3.2 結(jié)果分析 242
習題 253
參考文獻 254
第10章 類腦智能及腦機接口技術(shù) 256
10.1 類腦智能 256
10.2 腦機接口 259
10.2.1 腦機接口的結(jié)構(gòu)與定義 259
10.2.2 腦機融合體 261
10.2.3 生物電信號 263
10.2.4 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 265
10.2.5 指令傳輸系統(tǒng) 265
10.2.6 能源供給 267
10.2.7 系統(tǒng)外掛 267
10.2.8 腦機接口技術(shù)案例 269
10.2.9 技術(shù)準則及倫理 270
習題 271
參考文獻 272
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