第一阶忆阻器阻力开关过渡的低功率控制
新兴技术
2026-01-14 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
在许多情况下，物理忆阻器的行为可通过单一内部状态变量来较好地刻画。本研究探讨了第一阶忆阻器的低功率控制，以推导出最能耗能的编程方案。引入了一种独特且通用的优化方法，用于优化此类器件的开关过渡。为教学目的，本文在没有损失普遍性的前提下，将所提出的控制范式应用于两种微分代数方程组：Kvatinsky 的 Voltage ThrEshold Adaptive Memristor 数学描述以及 Miranda 和 Sune 的动态平衡模型。结果表明，根据器件的固有物理特性（体现在模型公式和参数设置中）以及对编程时间和电压的约束，两种开关情景的最优协议可能要求施加单个方波电压脉冲，其高度设置为可接受范围内的某个特定水平，覆盖其中的一部分或全部给定编程时间间隔；或施加一些更复杂的唯一极性电压刺激，包括可由不同高度的方波电压脉冲列成的近似类连续波形，覆盖整个编程时间间隔。这些研究发现的实际意义重大，因为开发能耗高效的协议以解决忆阻器器件物理学界所谓的电压-时间困境，是学术界和产业界正在进行的广泛研究的主题。
引用
@article{arxiv.2508.15620,
title = {Low-Power Control of Resistance Switching Transitions in First-Order Memristors},
author = {Valeriy A. Slipko and Alon Ascoli and Fernando Corinto and Yuriy V. Pershin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15620},
year = {2026}
}