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忆阻器 R、L C之外的第四种无源元件 Memristor Fouth Group passive Componet 薛蕙 供稿 摘 要 ：忆“阻器”这个名称是上世纪七十年代初由美藉华裔科学家、美国柏克莱大学教授蔡少棠先生首先提出的，近儿 年才取得一些实际进展的电路元件。 “忆阻器”被认为是除了电阻、电感和电容之外的第四种基本电路元件，是 一 种具有广泛应用前景的元件，因此受到科技界的关注。本文综合一些报道的文献资料，阐述忆阻器和忆阻系 统的概念，介绍了忆阻特性产生的机理并建立了一些模型，科学家们为 “寻获”实际忆阻器和忆阻系统所做的 工作，讨论了忆阻器和忆阻系统的应用前景。但是，目前科技界普遍认为，对忆阻器的机理还有许多问题需要 研究，同时也相信 ，随着其理沦研究的深入和不断取得实际忆阻器成果 ，必将给相关科技领域带来新的创新发 展机会。 关键词 ：忆阻器，无源元件 l引言 与 “关”两种状态的材料。几乎与此同时，HP公司的另 忆阻器的英文名称为 “Memristor”，来自于 “Memory 一 个研究团队在研究二氧化钛时，意外地发现二氧化钛薄 (记忆)”和 R“esistor(电阻器 )”两词的组合。由此名称 ， 片在某些情况下的电子特性比较奇特，即具有忆阻器特征。 我们可以大致认识和理解忆阻器的功能与工作原理。最先 他们于 2008年5月，在 《自然 》杂志上发表了呼应蔡少棠 提出忆阻器概念的人是华裔科学家蔡少棠 (ChuaLo)教授 ， 教授的文章 (即1971年的 《Memristor--themissingcircuit 时间是 1971年。蔡教授当时在美国的柏克莱大学任教。他 element》)的沦文 《Themissingmemristorfound》和 《How 们在研究电荷、电流 、电压和磁通量之间的关系中，推断 wefoundthemissingmemristor》等，并成功制作了具有忆 在 电阻、电感和电容三个元件以外，应该还存在一个基本 阻器性能的器件结构之后，忆阻器开始引起更多科学家的 电路元件，它代表的是电荷与磁通量之间的关系。对其通 研究兴趣，逐渐成为电路 、材料 、生物等领域研究的热门 常的认识是，忆阻器是一种有记忆功能的非线性电阻器， 课题。忆阻器的应用研究，最简单的是作为非易失性阻抗 通过控制电流大小的变化，可以改变其电阻值，如果把高 存储器 (RRAM)开始的。 阻值定义为 “1”，低阻值定义为 …0’，则这种电阻器就可 2忆阻器的基本概念 以实现储存数据的功能。随那以后的科学研究发现，忆阻 器对电阻的时间记忆特性使其在模型分析、基础电路设计 、 从 电路理论可以知道 ，传统的三个二端 口电路元件， 电路器件设计以及对生物记忆行为的仿真等等的众多领域 即电阻器 (尺)、电容器 (c)和电感器 ()建立起了四个电路 将具有广阔的应用前景。但是，忆阻器的概念被提出后的 变量，即电压 ( 、电流 ( 磁通量 ()和电荷量 (g)之问 较长一段时间内，由于缺乏实验技术与设备的支持，与忆 的联系。也就是说，以上四个变量的两两之间可以建立起 阻器相关的研究只是少数科学家的理论研究 ，这个时期并 六个数学关系式 ，我们已知其中五对关系式，它们分别来 没有找到什么材料本身具有明显的忆阻效应，再加上没有 自R、C、L和q的定义和法拉第电磁感应定律。图 1所示 引起广泛的注意和重视 ，所以进展很慢。时间到了20(15年， 为四个基本二端 口电路元件之间关系式的示意图，图中有 HP公一J以phillipiKuekes领军的团队在研究一种被称为 关磁通量p和电量q之间的关系则一直没有被揭示。所以， “CrossbarLacth”的技术过程中，需要找出一种具有 “开” 蔡教授推断，在电阻、电容和电感以外 ，应该还存在一种 9nl NA ． 瞄 性 j位 龃 雷 沿 —n ● 关系的忆阻系统，其定义满足公式 ：x=f “(f)，t】