《線性與非線性摻雜漂移Ti02憶阻器電路模型及仿真器研究》是依託杭州電子科技大學，由王光義擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：線性與非線性摻雜漂移Ti02憶阻器電路模型及仿真器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王光義
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
TiO2憶阻器是2008年實現的一種新型器件，它具有記憶性、突觸特性和納米尺度，在非易失性存儲器、神經網路等領域有極大的套用潛力。但目前尚未了解憶阻器的一些基本聯接規律（如串並聯），已有SPICE模型非易失性保持不好，由於近期內憶阻器還無法商品化，導致目前的研究無法進行實驗驗證和實際套用。為了給憶阻器套用提供理論基礎、仿真模型和替代器件，擬提出一種憶阻器電路模型的設計方法，設計線性與非線性漂移TiO2憶阻器的SPICE模型、電路模型（仿真器）和軟體細胞模型，仿真器作為憶阻器的一種替代品用於憶阻器實驗和套用之中，細胞模型在FPGA/ARM等硬體平台和軟體環境中可實現憶阻器硬體軟用的一種新途徑；基於仿真器探索憶阻器的聯接規律、滯回特性、脈衝回響和憶阻器混沌特性；提出一種先數學模型後物理實現的新型憶阻器設計方法，嘗試設計新憶阻器模型及仿真器，使新憶阻器問世之前用常規電路超前實現納米新型憶阻功能。
結題摘要
憶阻器（Memristor）是電阻、電容和電感之外的第四種基本電路元件，其定義在1971 年由L Chua 提出，但直到2008 年才由HP實驗室實現了一種納米TiO2 憶阻器。2009 年擴展了憶阻器概念，提出了憶感器（Meminductor）和憶容器(Memcapacitor)概念，三種納米器件無需外部電源即可存儲信息，在非遺失存儲器、非線性電路、神經網路、VLSI 等領域有著極大的潛在套用，迅速成為國內外的研究熱點。由於TiO2 憶阻器近期難以市場化，憶感器和憶容器尚未物理實現，因此建立器件數學模型、電路模型，探索其在非線性電路中的規律與套用具有重要意義。基於此背景，本項目建立了多種憶阻器、憶容器和憶感器的數學模型與電路模型，包括憶阻和憶導模型，憶阻器的FPGA 數位化細胞模型，憶感倒數和憶容倒數模型等。基於三種器件模型，探索了它們在非線性電路中的基本特性，發現用其可構成混沌振盪電路，並設計了多種憶阻、憶感和憶容器振盪器，發現了一些新的動力學特性，如過渡混沌、共存吸引子、隱藏吸引子等。測試發現憶阻器混沌具有更好的隨機特性等，並嘗試將其套用於保密通信、密碼系統、數字水印和數字簽名等領域之中，獲得了良好效果。研究了憶阻器、憶容器和憶感器的串並聯電路的基本規律，提出了記憶器件非線性電路的一種降維分析方法，該項目的研究成果為新型記憶器件電路的設計與套用建立了理論基礎。標誌性成果有：SCI 論文19 篇（第一作者6篇，通信作者6篇），EI 論文4 篇（第一作者1篇，通訊作者3篇），其它論文11篇。授權發明專利6項 （第一完成人4項，第二完成人2項）、授權實用新型專利11 項（第一完成人8項，第二完成人3項）。培養博士3人、碩士13人、青年教師3人，項目組3位青年教師獲得了3項省自然科學基金、1項國家自然科學青年基金、2項國家自然科學面上基金項目的資助。
