盖世汽车讯 忆阻器是一类能够保持其内阻的器件，与使用集成电路的传统器件相比，具有优越的性能。研究人员探索使用几种材料来制造这些器件，近年来过渡金属氧化物逐渐在这方面得到广泛应用。

（图片来源：韩国三育大学）

随着忆阻器在人工智能系统等不同领域的应用日益广泛，现在必须解决与数据保留、耐用性和大量电导状态等相关的多个问题。此外，单独制造这些器件耗费的时间很长，为了提高其性能和可靠性，也需要解决一些挑战性问题。

据外媒报道，最近，在韩国三育大学（Sahmyook University）Min Kyu Yang教授领导的一项研究中，研究人员开发出银（Ag）扩散硫系化合物薄膜，可用作忆阻器中的电阻开关材料。

这种薄膜可以促进“无电铸”工艺（electro-forming-free，即在制造或操作之前不需要通过电流来诱导化学变化），支持通过形成有源层（active layer）进行低功耗操作。Yang教授表示：“这种在硫系化合物薄膜中扩散的银基忆阻器具有低功耗和模拟人脑并行处理的特点。这使其适合在交叉阵列（crossbar arrays）中实施，而且在修正的美国国家标准与技术研究院（MNIST）手写数字识别数据库中达到了约92%的识别率。”

在这项研究中，研究人员利用多种光谱技术来表征薄膜材料，包括高分辨率透射电子显微镜、X射线光电子能谱、俄歇电子能谱和卢瑟福背散射光谱。该团队还分析了各种电极和电阻开关层，以揭示银原子所起的重要作用。

即使在85℃的挑战性环境下持续两小时，该器件也能保持其状态并表现出可靠的耐用性。因此，这项研究强调了硫系化合物材料增强忆阻器件性能的能力。

此次展示的技术有望解决为大数据应用增加半导体存储容量的需求。现在，人们认为在大数据应用中太字节存储单元是不够的。然而，这带来了管理大量芯片的挑战。因此，研究人员尝试开发“神经形态芯片”，以用作人工智能系统的下一代半导体。这些芯片需要具有低功耗、紧凑的尺寸，以及能够分析人类行为模式等特征。

Yang教授表示：“采用扩散型银基忆阻器结构，或将促进神经形态芯片的发展。而这些芯片可能会在第四次工业革命市场（包括数据分析、语音识别、面部识别、自动驾驶汽车和物联网）上得到广泛应用，并为正在进行的5G通信革命做出贡献。”

从长远来看，这些忆阻器的功耗可能适合人脑生物突触建模应用。它们具有无电铸操作和低功耗的特点，未来有望用于非易失性存储器和人工突触器件。