忆阻的记忆-守恒理论

忆阻器作为新近发现的基本电路元件，在神经形态计算、非线性电子学与计算机存储领域备受关注。其建模通常要么采用缺乏材料器件特性的蔡氏方程，要么采用斯特鲁科夫唯象模型（或由其衍生的模型），后者因缺少磁通项而偏离蔡氏定义。本文表明，通过对保持记忆的离子电流（斯特鲁科夫忆阻器中的氧空位）进行静磁建模，忆阻器的磁通可被识别为源于离子的磁通。由此导出一个新颖的忆阻理论，包含两个组成部分：1. 记忆函数，描述离子所感受的忆阻如何影响器件“导通”部分中的传导电子；2. 守恒函数，描述器件“关断”部分中随时间变化的电阻。该模型允许在电子理论中直接纳入离子，并首次将蔡氏对忆阻器的本构定义与器件材料特性联系起来。