【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于微電子，具體涉及一種基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及制備方法。
技術(shù)介紹
1、隨著移動(dòng)計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，保護(hù)信息安全變得至關(guān)重要，隨機(jī)數(shù)在安全加密領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的偽隨機(jī)數(shù)生成器基于確定性的算法和可預(yù)測(cè)的物理過(guò)程生成隨機(jī)數(shù)，可靠性差。而真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以自然界中真實(shí)隨機(jī)的物理過(guò)程或現(xiàn)象為隨機(jī)熵源，具有極高的安全性。
2、近年來(lái)，憶阻器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)密度高、開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域。憶阻器reset過(guò)程內(nèi)部導(dǎo)電絲斷裂殘留的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致其set過(guò)程存在很強(qiáng)的隨機(jī)性，這種隨機(jī)性有很強(qiáng)的應(yīng)用于真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的潛質(zhì)。
3、基于憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器具有速度快、功耗低、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，但阻變層內(nèi)部導(dǎo)電絲斷裂殘留的強(qiáng)隨機(jī)性也加劇了其生成隨機(jī)數(shù)的不穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)隨著循環(huán)次數(shù)的增加而單向變化的現(xiàn)象，導(dǎo)致真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器失效，這使得器件并行工作的穩(wěn)定性、可靠性降低。
4、因此，如何避免憶阻器失效影響真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成隨機(jī)數(shù)序列的質(zhì)量成為亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及制備方法。
2、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、本專利技術(shù)提供一種基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，包括：光電協(xié)控憶阻器、光照控制模塊、脈沖發(fā)生模塊和監(jiān)測(cè)模塊；其中，所述光電協(xié)控憶阻器分別與所述脈沖發(fā)生模塊和所述監(jiān)
4、所述光照控制模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)模塊的控制，為所述光電協(xié)控憶阻器提供光照；
5、所述脈沖發(fā)生模塊，用于向所述光電協(xié)控憶阻器提供預(yù)設(shè)脈沖信號(hào)；
6、所述光電協(xié)控憶阻器，用于在有光照或光照滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)脈沖信號(hào)，以阻變層導(dǎo)電通道的通斷為隨機(jī)熵源生成隨機(jī)數(shù)，以及在無(wú)光照或光照不滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)，停止生成隨機(jī)數(shù)；
7、所述監(jiān)測(cè)模塊，用于對(duì)所述光電協(xié)控憶阻器輸出的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并當(dāng)所述光電協(xié)控憶阻器連續(xù)多次輸出同一隨機(jī)數(shù)時(shí)，向所述光照控制模塊發(fā)送控制信號(hào)以使所述光照控制模塊關(guān)閉光照或提供不滿足所述預(yù)設(shè)條件的光照。
8、本專利技術(shù)還提供一種光電協(xié)控憶阻器的制備方法，用于制備如上述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中的光電協(xié)控憶阻器，所述方法包括：
9、s1、準(zhǔn)備襯底；
10、s2、在所述襯底上形成sio2薄膜層；
11、s3、制備光敏材料層，并將制備好的光敏材料層轉(zhuǎn)移到所述sio2薄膜層上，形成光調(diào)制層；
12、s4、在所述sio2薄膜層上沉積阻變材料層，并用光刻的方式形成所需形狀，形成分別位于所述光調(diào)制層兩側(cè)的第一阻變層和第二阻變層；
13、s5、在所述sio2薄膜層上制備漏端、源端。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果：
15、本專利技術(shù)使真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中的光電協(xié)控憶阻器在有光照或光照滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，根據(jù)提供的預(yù)設(shè)脈沖信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)，以及在無(wú)光照或光照不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，停止生成隨機(jī)數(shù)，同時(shí)對(duì)光電協(xié)控憶阻器生成的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并當(dāng)光電協(xié)控憶阻器連續(xù)多次輸出相同的隨機(jī)數(shù)時(shí)，認(rèn)為光電協(xié)控憶阻器失效，此時(shí)通過(guò)控制光照關(guān)斷或使光照不滿足預(yù)設(shè)條件，來(lái)使光電協(xié)控憶阻器停止工作，以使真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器停止輸出隨機(jī)數(shù)，反之，則使光電協(xié)控憶阻器繼續(xù)工作，以使真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器繼續(xù)正常輸出隨機(jī)數(shù)，如此，可以實(shí)現(xiàn)真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)時(shí)自檢，并在真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器輸出的隨機(jī)數(shù)質(zhì)量下降時(shí)自動(dòng)關(guān)斷，從而提高了真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的穩(wěn)定性、可靠性和吞吐量，而且，有利于器件集成化。此外，由于光電協(xié)控憶阻器根據(jù)光照條件進(jìn)行工作，因此，可以通過(guò)改變光照強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)光電協(xié)控憶阻器的勢(shì)壘，以降低光電協(xié)控憶阻器工作所需電壓，從而最終降低光電協(xié)控憶阻器的功耗。
16、以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，包括：光電協(xié)控憶阻器、光照控制模塊、脈沖發(fā)生模塊和監(jiān)測(cè)模塊；其中，所述光電協(xié)控憶阻器分別與所述脈沖發(fā)生模塊和所述監(jiān)測(cè)模塊電連接，所述監(jiān)測(cè)模塊還與所述光照控制模塊電連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光電協(xié)控憶阻器包括：水平排列的漏端、第一阻變層、光調(diào)制層、第二阻變層和源端；其中，所述光調(diào)制層位于所述第一阻變層和所述第二阻變層之間；所述漏端和所述源端分別位于所述第一阻變層和所述第二阻變層遠(yuǎn)離所述光調(diào)制層的一端；所述光調(diào)制層用于在無(wú)光照或光照不滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)絕緣，在有光照或光照滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光電協(xié)控憶阻器還包括：SiO2薄膜層和襯底；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光調(diào)制層的材料為光敏材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述第一阻變層和所述第二阻變層遠(yuǎn)離所
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述第一阻變層和所述第二阻變層的材料均為金屬氧化物材料或鈣鈦礦材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，在水平方向上，所述光調(diào)制層的長(zhǎng)度范圍為4-6um，所述第一阻變層和所述第二阻變層的長(zhǎng)度范圍均為2-3um。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述第一阻變層、所述光調(diào)制層和所述第二阻變層組成的溝道在水平方向上的長(zhǎng)度范圍為8-12um，寬度范圍為3-5um，在垂直方向上的厚度范圍為40-60nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光照控制模塊，具體用于提供預(yù)設(shè)強(qiáng)度和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光照；所述脈沖發(fā)生模塊，具體用于交替輸出預(yù)設(shè)的正向電壓信號(hào)和在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)變化的隨機(jī)負(fù)向電壓信號(hào)。
10.一種光電協(xié)控憶阻器的制備方法，其特征在于，用于制備如上述權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中的光電協(xié)控憶阻器，所述方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，包括：光電協(xié)控憶阻器、光照控制模塊、脈沖發(fā)生模塊和監(jiān)測(cè)模塊；其中，所述光電協(xié)控憶阻器分別與所述脈沖發(fā)生模塊和所述監(jiān)測(cè)模塊電連接，所述監(jiān)測(cè)模塊還與所述光照控制模塊電連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光電協(xié)控憶阻器包括：水平排列的漏端、第一阻變層、光調(diào)制層、第二阻變層和源端；其中，所述光調(diào)制層位于所述第一阻變層和所述第二阻變層之間；所述漏端和所述源端分別位于所述第一阻變層和所述第二阻變層遠(yuǎn)離所述光調(diào)制層的一端；所述光調(diào)制層用于在無(wú)光照或光照不滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)絕緣，在有光照或光照滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光電協(xié)控憶阻器還包括：sio2薄膜層和襯底；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述光調(diào)制層的材料為光敏材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光電協(xié)控憶阻器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述第一阻變層和所述第二阻變層遠(yuǎn)離所述光調(diào)制層的一端分別埋...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：汪鈺成，劉卓然，王少熙，曹益涵，李奕彤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)深圳研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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