[论文解读] 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 22

一句话总结

本文确立了在所有振幅、频率和初始条件下，原点处的夹紧滞后回线是忆阻器件的决定性特征。作者证明，若系统在所有测试条件下（包括正弦波和三角波）均未表现出这种夹紧现象，则其并非真正意义上的忆阻器件，从而纠正了以往关于忆阻行为的错误认知。

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.

研究动机与目标

• 基于其滞后行为，明确识别忆阻器件的决定性标准。
• 挑战以往基于不完整或不一致的滞后回线特征而声称某些系统为忆阻器件的观点。
• 确立夹紧滞后回线必须在所有振幅、频率和初始条件下的周期性波形下于原点出现。
• 为区分真正忆阻器件与具有相似但非特征性滞后模式的非忆阻系统，提供严格的分析基础。

提出的方法

• 分析各种周期性输入波形（包括正弦波和三角波）下的滞后回线行为。
• 应用数学条件：滞后回线必须在所有振幅和初始条件下于原点处夹紧。
• 应用忆阻器的定义特性：当被周期性信号驱动时，磁通-电荷关系必须表现出夹紧回线。
• 在所有输入参数下，将先前提出的忆阻系统与普遍夹紧标准进行对比评估。
• 推导并验证基于回线夹紧的忆阻行为的必要且充分条件。
• 将参考系统中观测到的滞后回线与理想化的夹紧回线标准进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 滞后回线需满足何种条件，才能确认器件为真正忆阻器件？
• RQ2 若滞后回线在所有振幅和初始条件下均未在原点夹紧，是否仍可视为忆阻器件？
• RQ3 在不同输入条件下表现出非夹紧回线的系统，能否被归类为忆阻器件？
• RQ4 夹紧滞后回线是否为所有周期性波形下忆阻行为的充分且必要条件？

主要发现

• 原点处的夹紧滞后回线是器件被归类为忆阻器件的必要且充分条件。
• 若系统在所有振幅和初始条件下均未表现出夹紧回线，则其并非忆阻器件，无论其与其他特性多么相似。
• 该标准适用于所有周期性波形，包括正弦波和三角波，只要其覆盖正负值范围。
• 作者证明，先前在[1]中提出的系统未能通过普遍夹紧测试，因此并非忆阻器件。
• 分析确认，若夹紧回线在所有测试条件下（包括不同振幅和初始状态）不成立，则该回线并非充分条件。