WOx/TaOx双层结构中通过氧化还原诱导陷阱控制传导实现的模拟电阻开关与突触功能

摘要： 在本研究中，通过在TaOx活性层与Ta顶电极之间插入WOx层，将Ta/TaOx/Pt阻变器件（RS）的突变置位/复位行为转变为渐变模式。当WOx作为氧化还原层在界面交换氧空位时，通过施加偏压调控TaOx中的缺陷态，并基于陷阱控制的限流空间电荷传导机制实现模拟阻变行为的合理化。通过重复电压扫描可实现器件电阻的连续变化。基于该模拟阻变特性，采用相同电压脉冲刺激还展示了具有优异线性度的增强/抑制行为，且工作电流维持在10^-6安培以下。此外，还实现了突触可塑性关键功能——包括配对脉冲易化（PPF）、长/短时程增强（LTP与STP）、经验依赖可塑性（EDP）及学习-再学习过程，从而模拟生物突触功能以应用于神经形态计算。