[发明专利]一种基于忆阻器的数字编码超材料

说明书

本发明提供一种基于忆阻器的数字编码超材料，包含金属谐振单元。本发明主要用于射频微波领域，具有低插入损耗、高隔离度、切换速度快，易于大规模集成等特点，同时可以与CMOS电路很好的结合。很容易集成到电子系统中，无需额外增加外部设备。

技术领域

本发明涉及微波超材料领域，更具体地，涉及一种基于忆阻器的数字编码超材料。

背景技术

超材料 (metamaterials, MMs) 是一种由周期性排列的亚波长单元组成的人工复合材料，与自然材料相比，具有负折射率、电磁诱导透明、逆多普勒效应等超常电磁性质，因此也被称为左手材料。超材料的独特性质主要来源于超材料结构单元的组成、尺寸大小和排列组合，所以通过精确的设计超材料单元的组成、尺寸和排列组合，可以实现对电磁波的传播进行反射或操控，进而创造出自然材料通常不易实现的电磁特性。

超材料能够任意调整介电常数和磁导率并有能力操纵电磁波，可以通过超材料来实现，包括隐形隐身、负折射、吸波器和超分辨率成像等。传统超材料一旦结构确定，其电磁特性也随之固定，从而限制了超材料的应用。

忆阻器是独立于电阻、电容和电感之外的第四种基本电路元素。在1971年首次提出忆阻器的概念，在2008年惠普公司首先从实验上证实了忆阻器件的存在。忆阻器是一种具有记忆功能的非线性两端无源器件，它用阻值变化反应了器件两端总磁通量φ对流过其中的电荷量q的变化关系，可反映器件的历史状态，从而实现记忆功能。由于其具有的独特电阻记忆功能，忆阻器在高密度存储、可重构逻辑电路和神经元器件等方面具有很大的应用潜力，尤其是在多值非挥发存储方面的应用。

发明内容

本发明提供一种基于忆阻器的数字编码超材料，包括金属谐振单元。

所述金属谐振单元由4个忆阻器和1个十字形谐振器组成。

所述忆阻器由顶电极、底电极、阻变层以及衬底层组成；所述忆阻器的顶电极与底电极共同构成一个谐振环，也可以单个电极构成谐振环。

所述忆阻器的数量可以为2个或多个。

所述忆阻器的阻变层由VO2或者VOx与W、Nb的反应物中的一种或多种制作而成。

所述顶电极与底电极由碳纳米管、银纳米线、石墨烯或者ITO，In2O3：Sn、AZO，ZnO：Al、FTO，SnO2：F、ATO，Sn2O：Sb、Pt、Pd、W、Nb、Ag、Au中的一种或多种制作而成。

所述衬底包括绝缘衬底、半导体衬底或导电衬底。

所述绝缘衬底由热氧化硅片、玻璃、陶瓷或塑料中的一种或者多种制作而成。

所述半导体衬底由硅、氧化物半导体、氮化物半导体中的一种或者多种制作而成。

本发明具有以下增益：

本发明是一种基于忆阻器的数字编码超材料，主要用于射频微波领域，具有低插入损耗、高隔离度、切换速度快，易于大规模集成等特点。

附图说明

图1所示为本发明实施例结构示意图。

图2为本发明金属谐振单元结构示意图。

图3为本发明不同编码超材料吸波特性示意图。

实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。