近年来,随着人工智能的发展,人工神经网络的构建成为研究的热点。突触是人脑中各神经元之间在功能上发生联系的部位,也是神经网络中信息传递的关键部位。因此研发能够模拟生物突触功能的电子器件成为构建人工神经网络的重要基础。作为一种新兴的电子元件,忆阻器在结构和传输机理方面与神经突触具有高度的相似性,使其在神经突触仿生领域有着潜在的应用前景。忆阻器根据其阻变行为可划分为模拟型和数字型。其中模拟型忆阻器以其阻变的连续可调和非线性传输特性被广泛用于神经突触的仿生模拟,被认为是实现人工突触的候选者之一。而数字型忆阻器以其较大的电阻变化率和较快的阻变速度也在实现突触的多样性和精确模拟突触功能方面具有一定的应用价值。然而后者由于阻变离散且阻态不能随着电压施加连续可调,限制了其在模拟神经突触方面的进一步发展。为解决上述问题,本论文基于Ag/AIST/a-C/Pt结构的数字型忆阻器,通过简单的电路设计,获得了在特定的信号调节下连续可调的电阻态,并在此基础上成功实现了生物突触的基础学习和高阶学习功能仿生模拟。具体工作如下:制备了Ag/AIST/a-C/Pt结构的忆阻器件,电学测试表明该忆阻器具有稳定的阻变特性。通过调节限制电流和关闭电压,在该器件中实现了多级阻态转变行为,为接下来实现电阻连续可调打下了基础。将Ag/AIST/a-C/Pt器件与nMOS场效应晶体管串联,利用晶体管限制电流的作用和忆阻器多级存储的特性,实现了忆阻器在特定脉冲刺激下的电阻连续可调。在该电路的基础上,通过设计适当的突触前膜、后膜信号,成功实现了脉冲时间依赖可塑性(STDP)。通过电路的优化和信号的设计,在该人工突触成功实现了突触的联合式学习行为模拟。基于信号设计,进一步再现了联合式学习中的刺激时间间隔依赖的生理学过程。上述这些行为的实现表明该器件具有模拟神经突触功能的能力,为未来人工神经网络的构建打下了基础。