SET-MOS混合结构的细胞神经网络及其应用

基于细胞神经网络（CNN）细胞单元的等效电路及其电学特性模型,利用SET-MOS混合结构反相器实现了模型中的激活函数电路,用耦合电容单元实现CNN细胞的系统模板,构建了SET-MOS CNN细胞硬件电路,并将其应用在图像处理中.仿真结果表明,所设计的CNN硬件电路具有结构简单、功耗低、响应速度快等特点,可用于构成各种规模的CNN电路,进一步满足大规模信号处理的需求及提高集成电路的集成度.关键词：单电子晶体管MOS管细胞神经网络图像处理     

SETMOS在蔡氏电路中的特性研究

利用拟合法简化了单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构器件SETMOS的负微分电阻特性方程,提出了由SETMOS设计多涡卷混沌电路的方法.理论上定性和定量地分析了负微分电阻特性对于多涡卷蔡氏电路平衡点的影响.经研究发现,多涡卷蔡氏电路混沌在非线性函数的各负斜率区中形成径向收缩、轴向拉伸的单向运动,而在各正斜率区中形成径向拉伸、轴向收缩的涡卷运动.这为进一步实现多涡卷电路及研究其复杂动力学行为提供了理论基础.     

单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路构造的一维离散混沌系统研究

基于单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构构造出一种一维离散混沌系统. 研究了单电子晶体管与金属氧化物半导体串联混合结构的电压传输特性,并建立了相应的N型分段线性函数模型. 基于该模型实现了一维离散映射系统,分析了它的一维映射过程、分岔图和Lyapunov指数谱等动力学特性. 最后利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合电路设计出该离散混沌系统的电路结构,仿真验证与理论分析一致. 研究结果表明,利用单电子晶体管与金属氧化物半导体混合结构设计的离散混沌电路不仅结构非常简单,功耗很低, 而且有利于混沌系统的集成和应用.     

Voltage-Driven Adaptive Spintronic Neuron for Energy-Efficient Neuromorphic Computing

A spintronics neuron device based on voltage-induced strain is proposed.The stochastic switching behavior,which can mimic the firing behavior of neurons,is obtained by using two voltage signals to control the in-plane magnetization of a free layer of magneto-tunneling junction.One voltage signal is used as the input,and the other voltage signal can be used to tune the activation function(Sigmoid-like) of spin neurons.Therefore,this voltage-driven tunable spin neuron does not necessarily use ener...     

非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式

通过建立微波激励下的非对称条形多铁纳磁体的微磁模型,研究了倾斜角和缺陷角对该形纳磁体的铁磁共振谱和自旋波模式的影响.通过对微磁仿真得到的动态磁化数据进行分析发现,非对称条形纳磁体倾斜角度增加,铁磁共振频率随之增加,而这一现象与纳磁体的缺陷角度无关.倾斜角不变,非对称条形纳磁体的铁磁共振频率与缺陷角度呈单调递增关系,并且不同缺陷角度纳磁体的自旋波模式显示出极大的差异.非对称条形纳磁体与矩形纳磁体相比,它的自旋波模式局部化,具体为非对称条形纳磁体的自旋波模式不对称且高进动区域存在于边缘,表现为非对称边缘模式.倾斜角改变导致纳磁体内部退磁场变化,引起纳磁体边缘模式的移动,而中心模式对倾斜角的变化并不敏感.最后,对建立的模型在高频微波磁场激励下的磁损耗进行了分析,验证了模型的可靠性.这些结论说明缺陷角和倾斜角可用于纳磁体自旋波模式和铁磁共振频率的调谐,所得结果为可调纳磁微波器件的设计提供了重要的理论依据和思路.     

基于银纳米线电极-rGO敏感材料的柔性NO2气体传感器

使用银纳米线作为材料制备柔性叉指电极,用还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide, rGO)作为气体敏感材料制备出柔性气体传感器,并研究其对二氧化氮气体的响应特性以及柔韧性能.实验结果表明,制备的以银纳米线作为电极的r GO气体传感器可以实现室温下对浓度为5-50 ppm (1 ppm=10^–6)的NO2气体的检测,对50 ppm的NO2的响应能够达到1.19,传感器的重复性较好,恢复率能够保持在76%以上,传感器的灵敏度是0.00281 ppm^-1,对浓度为5 ppm的NO2气体的响应时间是990 s,恢复时间是1566 s.此外,传感器在0°-45°的弯曲角度下仍表现出优异的电学特性与气体传感性能,所制备的器件具有相对稳定的导电性和较好的弯曲耐受性.     

Chaotic phenomena in Josephson circuits coupled quantum cellular neural networks

In this paper the nonlinear dynamical behaviour of a quantum cellular neural network (QCNN) by coupling Josephson circuits was investigated and it was shown that the QCNN using only two of them can cause the onset of chaotic oscillation. The theoretical analysis and simulation for the two Josephson-circuits-coupled QCNN have been done by using the amplitude and phase as state variables. The complex chaotic behaviours can be observed and then proved by calculating Lyapunov exponents. The study provides valuable information about QCNNs for future application in high-parallel signal processing and novel chaotic generators.     

磁性量子元胞自动机逻辑电路的转换特性研究

本文研究了磁性量子元胞自动机反相器和择多逻辑门等基本逻辑电路在不同纳磁体厚度和间距下的转换特性.采用单畴近似LLG方程对纳磁体以及电路进行了建模和仿真,结果表明更厚的纳磁体需要更大的转换磁脉冲,大厚度纳磁体逻辑电路表现出较慢的转换;相同厚度和间距下,择多逻辑门比反相器的转换时间略长.此外,模拟结果还表明纳磁体间距对反相器的转换过程影响明显,而对择多逻辑门则影响较小.关键词：磁性量子元胞自动机转换特性厚度和间距逻辑电路     

参数不确定量子细胞神经网络与Lorenz超混沌系统的函数投影同步研究

研究了具有不确定参数的量子细胞神经网络系统与Lorenz超混沌系统的函数投影同步.设计了自适应追踪控制器来实现两个不同系统渐进同步到已知的比例函数,并运用Lyapunov稳定性方法进行了证明.理论分析了量子细胞神经网络系统不确定参数的系数向量线性无关性,实现了不确定参数的识别和估计.数值仿真结果验证了函数投影同步和参数估计的有效性.     

一种碳纳米管场效应管的HSPICE模型

为在HSPICE中建立一种计算简单且精度较高的碳纳米管场效应管 (carbon nanotube field effect transistor, CNTFET) 模型, 在CNTFET半经典建模方法的基础上, 分析了自洽电势与载流子密度之间的关系, 提出用线性近似进行拟合, 并推导了自洽电势的显式表达式, 从而避免了积分方程的迭代求解过程. 然后在HSPICE中建立了相应的CNTFET模型, 通过仿真比较, 结果表明该模型具有较高的精度, 用其构建的逻辑门电路能够实现相应逻辑功能, 且运算时间大为减少.关键词：碳纳米管场效应管半经典模型线性近似拟合HSPICE仿真