[論文レビュー] Pinched Hysteresis Loops is the Fingerprint of Memristive Devices

Hyongsuk Kim, Maheshwar Pd. Sah+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 11, 2012

Advanced Memory and Neural Computing参考文献 6被引用数 22

ひとこと要約

この論文は、あらゆる振幅、周波数、初期条件において原点でピンチングされたヒステリシスループが観測されることが、メモリスタデバイスの決定的特徴であることを確立している。著者らは、正弦波および三角波を含むすべてのテスト条件においてこのピンチングを示さないシステムは、本質的にメモリスティブではなく、過去のメモリスタ的挙動に関する主張における誤解を是正している。

ABSTRACT

This short note clarifies that the "pinched hysteresis loop" fingerprint of a memristor, or a memristive device, must hold for all amplitudes, for all frequencies, and for all initial conditions, of any periodic testing waveform, such as sinusoidal or triangular signals, which assumes both positive and negative values over each period of the waveform. We proved that the systems presented in [1] are not memristive devices because their hysteresis loops are not pinched at the origin for all amplitudes, and for all initial conditions.

研究の動機と目的

• 周期的入力波形の下でヒステリシスループの挙動に基づいて、メモリスタデバイスを特定する決定的基準を明確化すること。
• ヒステリシスループの特性が不完全または一貫性のない場合に、特定のシステムがメモリスタ的であると主張した過去の主張に反論すること。
• 周期的波形のあらゆる振幅、周波数、初期条件において、ピンチングされたヒステリシスループが原点に現れる必要があることを確立すること。
• ピンチングされたループがすべての入力パラメータにわたって成り立つという厳密な分析的根拠を提供し、真のメモリスタデバイスと非メモリスタ的システムを区別すること。

提案手法

• 正弦波および三角波を含むさまざまな周期的入力波形におけるヒステリシスループ挙動の分析。
• ヒステリシスループがすべての振幅および初期条件において原点でピンチングするという数学的条件の適用。
• メモリスタの定義的性質の使用：周期的信号によって駆動された際、磁束-電荷関係がピンチングされたループを示す必要があること。
• あらゆる入力パラメータにわたって、普遍的なピンチング基準に照らして、以前に提案されたメモリスタ的システムを評価すること。
• ループのピンチングに基づいて、メモリスタ的挙動の必要十分条件を導出し、検証すること。
• 基準システムにおける観測されたヒステリシスループを、理想化されたピンチングループ基準と比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのような条件下でヒステリシスループが、デバイスが真にメモリスタ的であることを確認できるか？
• RQ2 すべての振幅および初期条件において原点でピンチングされないヒステリシスループは、依然としてメモリスタ的とみなせるか？
• RQ3 さまざまな入力条件下でピンチングされないループを示すシステムは、メモリスタデバイスとして分類可能か？
• RQ4 ピンチングされたヒステリシスループは、あらゆる入力波形においてメモリスタ的挙動の十分かつ必要条件となるか？

主な発見

• 原点におけるピンチングされたヒステリシスループは、デバイスがメモリスタ的と分類されるために必要かつ十分な条件である。
• すべての振幅および初期条件においてピンチングループを示さないシステムは、他の類似性がどれほどあってもメモリスタ的ではない。
• この基準は、正負の値を含むすべての周期的波形（正弦波および三角波を含む）に普遍的に適用可能である。
• 著者らは、[1]で提案された以前のシステムが普遍的なピンチングテストに合格せず、したがってメモリスタ的デバイスではないと証明している。
• 振幅や初期状態が変化するすべてのテスト条件下で成り立たない限り、ピンチングループは十分条件ではないことが分析で確認された。