黄诗诗，金湘亮，汪 洋，钟泽宇

（湖南师范大学物理与电子科学学院，湖南 长沙 410081）

0 引言

1971年，蔡少棠教授根据对称性理论提出表现电荷和磁通量关系的非线性无源两端电路元件-忆阻器[1]。1976年，LEON O. CHUA和SUNG MO KANG将忆阻器概念推广，称其为忆阻型非线性动力学系统[2]。2008年，Hewlett- packar（HP）实验室 Dmitri B. Strukov等人证实了忆阻器的存在，验证了Chua教授的推论，成功制备出实际物理器件[3]。2008年，Strukov D B.等介绍了忆阻器和忆阻系统在模型分析、仿真记忆行为以及基本电路和器件设计中的应用[4]。2010年惠普公司提出了基于忆阻器件的实质蕴含逻辑并且实现布尔逻辑[5]。2012年，S.Shin等人通过适应性地控制忆阻器的条件设置操作同时控制开关，实现了基于忆阻器的异或逻辑功能[6]。2015年，Yaxiong Zhou等人提出了 CMOS/忆阻器混合非易失性异或门[7]。2018年，Dong Z等人设计了基于阈值忆阻器的逻辑电路，实现了 NAND，AND，OR，NOR门操作，总延迟小，效率高[8]。2017年，Teimoori M基于忆阻通用逻辑门设计了混合忆阻器-CMOS乘法器[9]。2019年，冯朝文将一种电压阈值型压控双极性忆阻器模型与CMOS反相器混合设计实现基本逻辑门[10]。2020年，杨辉等人提出一种能在同一电路中实现 AND-OR-XORXNOR 4种基本逻辑操作的忆阻器-CMOS逻辑电路，提高了硬件可实现性[11]。虽然基于忆阻器的数字逻辑电路已有大量研究者关注，但电路本身都具有局限性。例如脉冲电压约束条件要求很高等问题。本文设计的异或门使用一种新型光电忆阻器设计而成，进而实现半加器的逻辑功能，结构简单，使用元器件少，并且光电脉冲约束条件要求低，外加电压序列简单，使用双极电压源即可完成。……