铝基薄膜忆阻器作为感觉神经系统的习惯化特性*

朱玮 郭恬恬 刘兰 周荣荣

(长安大学电子与控制工程学院， 西安 710064)

1 引 言

感觉神经系统是人类生物系统的基础， 它将生物体与外界环境紧密相连.外界信息首先被人体各种感官感知， 例如视觉、触觉和嗅觉等， 再将这些信号传递到大脑或中枢神经， 最终人体可以根据这些外界信息作出不同的反应.但外部环境通常是复杂多变的， 即使是简单的生物体， 都可以快速区分那些需要作出反应的刺激和与自身行为无关的刺激， 而神经系统的习惯化特性正好满足了这一要求.习惯化特性的定义是生物体针对单一重复的刺激会降低自身反应频率， 使生物体更快地适应外部环境并过滤掉无关的重复信息.因此具有习惯化特性的神经系统会具有更强的信息处理能力[1-5].神经突触和神经元是构成神经系统的基础， 利用忆阻器模拟神经突触或神经元功能成为近年的研究热点[6-13].它被验证具有功耗低、运行高速、电路简单以及处理信息高效等特点， 被认为是与单个神经突触或神经元特性最接近的、体积最小的硬件实现[14].然而， 针对具有习惯化特性的忆阻器和具有习惯化行为的完整神经系统研究却相对匮乏.近年， 报道的可制备忆阻器阻变层的材料种类丰富，主要包括金属氧化物、氮化物和有机材料等[15-22]，AlN 作为常见高介电常数材料(high-k)具有耐高温特性以及良好的绝缘性， 是电子器件制备常见材料之一， 其阻变特性的研究具有实际的……