【摘 要】
：
人类大脑由于其更高的信号处理速度和在高集成密度中更低功耗的优势,与超级计算机相比具有更优异的计算性能。在人脑的神经网络中,突触是神经元之间传输信号的最小间隙,扮演着模拟逻辑、记忆和学习的角色。作为人工突触的忆阻器可以复制生物突触的基本功能并模拟大脑的工作方式。然而传统氧化物忆阻器在功耗和存储性能方面都陷入了无法提高的瓶颈,因此基于新型材料的忆阻器件的研发变得极其重要。针对上述问题,本研究在当前极为
论文部分内容阅读
人类大脑由于其更高的信号处理速度和在高集成密度中更低功耗的优势,与超级计算机相比具有更优异的计算性能。在人脑的神经网络中,突触是神经元之间传输信号的最小间隙,扮演着模拟逻辑、记忆和学习的角色。作为人工突触的忆阻器可以复制生物突触的基本功能并模拟大脑的工作方式。然而传统氧化物忆阻器在功耗和存储性能方面都陷入了无法提高的瓶颈,因此基于新型材料的忆阻器件的研发变得极其重要。针对上述问题,本研究在当前极为火热的二维材料MXene中发现,有一类五原子型MXene（如Ti3C2）已经被报道用于制备忆阻器并具有双极性开关行为。然而其他三原子型和七原子型的MXene材料还很少被应用于忆阻器中。因此本研究以三原子型V2C MXene为例,通过理论计算比较其与五原子型Ti3C2MXene材料的电学性质和结构稳定性等,并制备出两种Ag/V2C/W和Ag/Ti3C2/W结构的忆阻器进行电学特性测试与比较。同时对脑神经突触可塑性也做了一系列的研究分析,为探索神经形态器件的互联与类脑集成架构提供底层支持。本文主要完成了如下工作内容:1.对两种MXene材料进行了充分的调研,通过基于密度泛函理论的第一性原理计算探究其电学性质和结构稳定性,其中包括能带、态密度（局域态密度和投影态密度）以及声子谱。同时计算了银离子在V2C MXene中的扩散系数和电导率均高于Ti3C2材料。另外,利用V2Al C和Ti3Al C2材料分别制备出V2C和Ti3C2纳米片,对其进行了SEM和XRD物理表征分析,并通过旋涂法制备了MXene阻变层,将其引入忆阻器中。2.本文制备了两种Ag/V2C/W与Ag/Ti3C2/W结构的器件,并进行了多项电学测试对比其特性的差异以探究三原子型和五原子型MXene的引入对器件性能的影响。在这项工作中可以发现,两种结构的器件都表现出阻变开关特性,同时阻态也具有良好的保持能力。但是基于三原子型V2C MXene的器件表现出更好的稳定性和均一性,同时其开关比高于Ag/Ti3C2/W器件1000倍左右,并且在循环测试中高/低阻态的离散程度也低于Ag/Ti3C2/W器件。该项工作表明三原子型V2C MXene也可以成为忆阻器的阻变层,同时可能由于银离子在V2C MXene中的高扩散系数和高电导率,导致Ag/V2C/W器件中会生成较强的导电细丝,这也使得器件在稳定性和均一性等方面更优于Ag/Ti3C2/W器件。3.由于Ag/V2C/W忆阻器表现出出色的重复特性和稳定的保持特性,本文又进一步研究了其在神经网络中的突触仿生,如连续电导调控行为、短时程可塑性模拟（如双脉冲易化）和尖峰时序依赖可塑性（STDP）等脑神经可塑性等。研究结果表明该器件可以通过调控突触权重来成功模拟人脑神经突触的功能,展示出器件应用在神经网络中的优异潜力。
其他文献
相较于近红外一区（NIR-Ⅰ,700-1000 nm）光学成像,近红外二区（NIR-Ⅱ,1000-1700nm）光学成像具备更深穿透深度和更高信噪的优点。然而,如何通过对共轭聚合物进行分子设计,有效将NIR-Ⅱ荧光成像（FI）、光声成像（PAI）和光热治疗（PTT）结合来实现实时NIR-Ⅱ成像引导肿瘤精准治疗,仍是一个难题。本论文首先对共轭聚合物侧链的烷基链进行构象调控,获得了具备高亮度NIR-Ⅱ
温度是日常生活和各种自然科学中最基本的物理参数之一,温度传感器的发展也越来越受到人们的关注。新型荧光温度传感器相比较于传统接触式温度计具有抗干扰、高空间分辨率、方便快捷、可实现远程测量等非接触式优势。有机荧光温度传感器可实现大面积、柔性、生物环境以及实时测温性能,有机薄膜温度传感器为在大面积或不规则表面上显示可逆温度变化或不可逆热历史提供了一种可靠可行的方法。然而,目前主要的瓶颈在于缺乏用于高温传
基于激发态分子内质子转移（ESIPT）凝聚态强发光的材料具有斯托克斯（Stokes）位移大、光稳定性好、自猝灭低等优点,已经在物理、化学和生物科学领域引起了广泛关注。然而,目前基于ESIPT的材料往往是在蓝色和绿色区域发光。在本论文中,设计合成了两种基于ESIPT的材料,通过扩展ESIPT的π共轭结构,实现ESIPT材料的发射颜色呈现长波段的橙光和红光发射,并且它们在有机电致发光二极管（OLED）
在第五代移动通信（5-th Generation Mobile Communication,5G）系统中,资源受限的机器类型通信设备（Machine Type Communication Device,MTCD）数量不断增加,给蜂窝网络带来了独特的技术挑战。为了满足远程医疗,自动驾驶等场景中MTCD的严格延迟和可靠性要求,设计更加先进的随机接入技术变得尤为迫切。同时由于频谱资源稀缺,且MTCD能耗
核心网网元关键质量指标（Key Performance Indicator,KPI）数据是现网最为常用的监控与分析数据源,各领域的网元设备都有相对标准的KPI测量和采集能力。然而,核心网复杂的结构（多层、多域、多接口、多协议、多参数、多厂家）使得KPI指标种类和数量庞杂。在传统的网络操作维护管理（Operation Administration and Maintenance,OAM）中KPI异常
随着时代的发展,电磁领域的新技术层出不穷,我们以非常快的速度进入到第五代移动通信时代。我们身边通讯设备的技术日新月异,数量也呈指数级增长。技术升级带来的所有改变都对电磁微波器件提出了更高的要求,例如更小的体积,更好的辐射性能,更低的传输损耗等。为了应对以及满足这些新的要求,人们对微波器件开始了大量的新研究。近二十年以来,人工磁导体（Artificial Magnetic Conductor,AMC
近年来,H市经济飞速发展,城市基础建设也随之加快步伐,城市轨道作为目前最快速便捷的交通方式也终于在H市落户。城轨H公司作为一个年轻的城市轨道交通单位,为解决短期内的人才缺口,从H市及周边城市对口专业的应届、历届毕业生中招入大批员工。这些员工以80、90后为主力军,这个年龄段的年轻人思想活跃,崇尚自由,不拘于制度的束缚,在工作中体现出了较好的适应能力和灵活性,但是在快速发展带来的高强度工作压力下,他
作为光电器件的重要元件之一,有机场效应晶体管（OFETs）广泛应用于射频识别标签、传感器、柔性电子显示等领域,一直受到研究人员的重点关注。有机聚合物具有易溶液加工、柔性和可大规模生产等天然优势,成为构筑高性能有机场效应晶体管的理想候选材料。然而受限于聚合物半导体的输运机理复杂,并且其多层级凝聚态结构难以调控,迄今为止,基于聚合物的有机场效应晶体管的迁移率相对较低,并且功能较单一。开展有机半导体结构
合理地规划物流配送路径对于降低物流运输成本和提高物流配送效率具有重要的意义。物流配送路径规划本质上属于车辆路径问题（Vehicle Routing Problem,VRP）。论文重点对带容量约束的VRP（Capacitated VRP,CVRP）、绿色VRP（Green VRP,GVRP）和带模糊需求的GVRP（GVRP with Fuzzy Demand,GVRPFD）这三种VRP变体的模型及其
相比传统机械轴承,磁悬浮轴承具有无摩擦、低损耗等众多优势,在部分行业具有丰富的商业价值。随着磁轴承技术的完善、生产销售量的提高,对磁轴承的工作性能和稳定性都越来越高。本文针对磁轴承系统中核心的执行器件——开关功率放大器做了部分研究,主要针对多桥臂型开关功放的优化控制问题及可靠性问题做了分析与改进。首先,本文简述了磁悬浮技术的应用及磁轴承高速电机的优势。通过分析磁轴承技术的发展趋势和研究重点,指出磁