The synaptic behavior of the Ni–Co layered double hydroxide-based memristor was demonstrated. The modulation effect of pulse amplitude, duration, and excitation interval on the conductance of memristor is analyzed. On account of analog resistive switching features, and the nonlinear transmission characteristics of synapses, pulse-time-dependent plasticity, long-term/short-term memory, and “learning” and “forgetting” behaviors of synapses are simulated and carried out. The analog bipolar resistance switch was ascribed to the formation and breakdown of oxygen filaments formed in Ni–Co layered double hydroxides films. This kind of memristor with an analog resistance switch is very promising to provide an implementation method for the development of electronic synapse function.

1.
D. B.
Strukov
,
G. S.
Snider
,
D. R.
Stewart
, and
R. S.
Williams
,
Nature
453
,
80
(
2008
).
2.
E.
Cha
,
J.
Park
,
J.
Woo
,
D.
Lee
,
A.
Prakash
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
153502
(
2016
).
3.
H.
Tan
,
G.
Liu
,
H.
Yang
,
X.
Yi
,
L.
Pan
,
J.
Shang
,
S.
Long
,
M.
Liu
,
Y.
Wu
, and
R. W.
Li
,
ACS Nano
11
,
11298
(
2017
).
4.
G.
Zhou
,
Z.
Ren
,
B.
Sun
,
J.
Wu
,
Z.
Zou
,
S.
Zheng
,
L.
Wang
,
S.
Duan
, and
Q.
Song
,
Nano Energy
68
,
104386
(
2020
).
5.
Y.
van de Burgt
,
E.
Lubberman
,
E. J.
Fuller
,
S. T.
Keene
,
G. C.
Faria
,
S.
Agarwal
,
M. J.
Marinella
,
A. A.
Talin
, and
A.
Salleo
,
Nat. Mater.
16
,
414
(
2017
).
6.
S.
Choi
,
S. H.
Tan
,
Z.
Li
,
Y.
Kim
,
C.
Choi
,
P. Y.
Chen
,
H.
Yeon
,
S.
Yu
, and
J.
Kim
,
Nat. Mater.
17
,
335
(
2018
).
7.
C.
Wu
,
T. W.
Kim
,
H. Y.
Choi
,
D. B.
Strukov
, and
J. J.
Yang
,
Nat. Commun.
8
,
752
(
2017
).
8.
J.
Li
,
C.
Ge
,
J.
Du
,
C.
Wang
,
G.
Yang
, and
K.
Jin
,
Adv. Mater.
32
,
1905764
(
2020
).
9.
D. A.
Drachman
,
Neurology
64
,
2004
(
2005
).
10.
T.
Wang
,
Y.
Shi
,
F. M.
Puglisi
,
S.
Chen
,
K.
Zhu
,
Y.
Zuo
,
X.
Li
,
X.
Jing
,
T.
Han
,
B.
Guo
 et al,
ACS Appl. Mater. Interfaces
12
,
11806
(
2020
).
11.
K. M.
Song
,
J.-S.
Jeong
,
B.
Pan
,
X.
Zhang
,
J.
Xia
,
S.
Cha
,
T.
Park
,
K.
Kim
,
S.
Finizio
,
J.
Raabe
 et al,
Nat. Electron.
3
,
148
(
2020
).
12.
D.
Garbin
,
E.
Vianello
,
O.
Bichler
,
Q.
Rafhay
, and
L.
Perniola
,
IEEE Trans. Electron Devices
62
,
2494
(
2015
).
13.
G.
Zhou
,
Z.
Ren
,
L.
Wang
,
B.
Sun
,
S.
Duan
, and
Q.
Song
,
Mater. Horiz.
6
,
1877
(
2019
).
14.
G.
Zhou
,
Z.
Ren
,
L.
Wang
,
J.
Wu
,
B.
Sun
,
A.
Zhou
,
G.
Zhang
,
S.
Zheng
,
S.
Duan
, and
Q.
Song
,
Nano Energy
63
,
103793
(
2019
).
15.
Z.
Lv
,
M.
Chen
,
F.
Qian
,
V. A. L.
Roy
,
W.
Ye
,
D.
She
,
Y.
Wang
,
Z. X.
Xu
,
Y.
Zhou
, and
S. T.
Han
,
Adv. Funct. Mater.
29
,
1902374
(
2019
).
16.
L.
Zhou
,
S.
Yang
,
G.
Ding
,
J. Q.
Yang
,
Y.
Ren
,
S. R.
Zhang
,
J. Y.
Mao
,
Y.
Yang
,
Y.
Zhou
, and
S. T.
Han
,
Nano Energy
58
,
293
(
2019
).
17.
S. A.
Chekol
,
J.
Song
,
J.
Yoo
,
S.
Lim
, and
H.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
114
,
102106
(
2019
).
18.
I.
Gupta
,
A.
Serb
,
A.
Khiat
,
R.
Zeitler
,
S.
Vassanelli
, and
T.
Prodromakis
,
Nat. Commun.
7
,
12805
(
2016
).
19.
Z.
Wang
,
M.
Yin
,
T.
Zhang
,
Y.
Cai
,
Y.
Wang
,
Y.
Yang
, and
R.
Huang
,
Nanoscale
8
,
14015
(
2016
).
20.
L.
Sun
,
G.
Hwang
,
W.
Choi
,
G.
Han
,
Y.
Zhang
,
J.
Jiang
,
S.
Zheng
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
M.
Zhao
,
R.
Zhao
,
Y.-M.
Kim
, and
H.
Yang
,
Nano Energy
69
,
104472
(
2020
).
21.
L.
Sun
,
M.
Ding
,
J.
Li
,
L.
Yang
,
X.
Lou
,
Z.
Xie
,
W.
Zhang
, and
H.
Chang
,
Appl. Surf. Sci.
496
,
143687
(
2019
).
22.
B.
Sun
,
G.
Zhou
,
T.
Guo
,
Y. N.
Zhou
, and
Y. A.
Wu
,
Nano Energy
75
,
104938
(
2020
).
23.
B.
Sun
,
Y.
Chen
,
M.
Xiao
,
G.
Zhou
,
S.
Ranjan
,
W.
Hou
,
X.
Zhu
,
Y.
Zhao
,
S. A. T.
Redfern
, and
Y.
Norman Zhou
,
Nano Lett.
19
,
6461
(
2019
).
24.
Y. V.
Pershin
and
M. D.
Ventra
,
Adv. Phys.
60
,
145
(
2011
).
25.
P. B.
Pillai
and
M. M.
De Souza
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
9
,
1609
(
2017
).
26.
S.
Kim
,
H.
Kim
,
S.
Hwang
,
M. H.
Kim
,
Y. F.
Chang
, and
B. G.
Park
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
9
,
40420
(
2017
).
27.
H.
Shima
,
F.
Takano
,
H.
Akinaga
,
Y.
Tamai
,
I. H.
Inoue
, and
H.
Takagi
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
012901
(
2007
).
28.
B.
Hwang
and
J.-S.
Lee
,
Nanoscale
10
,
8578
(
2018
).
29.
Y.
Wang
,
Z.
Lv
,
Q.
Liao
,
H.
Shan
,
J.
Chen
,
Y.
Zhou
,
L.
Zhou
,
X.
Chen
,
V. A. L.
Roy
,
Z.
Wang
 et al,
Adv. Mater.
30
,
1800327
(
2018
).
30.
Y.
Chen
,
G.
Liu
,
C.
Wang
,
W.
Zhang
,
R.-W.
Li
, and
L.
Wang
,
Mater. Horiz.
1
,
489
(
2014
).
31.
M.
Kumar
,
H.
Kim
,
D. Y.
Park
,
M. S.
Jeong
, and
J.
Kim
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
10
,
12768
(
2018
).
32.
M.
Kumar
,
S.
Abbas
,
J. H.
Lee
, and
J.
Kim
,
Nanoscale
11
,
15596
(
2019
).
33.
N.
Raeis-Hosseini
,
Y.
Park
, and
J. S.
Lee
,
Adv. Funct. Mater.
28
,
1800553
(
2018
).
34.
M.
Kumar
,
J.
Kim
, and
C. P.
Wong
,
Nano Energy
63
,
103843
(
2019
).
35.
L.
Hou
,
Q.
Du
,
L.
Su
,
S.
Di
,
Z.
Ma
,
L.
Chen
, and
G.
Shao
,
Mater. Lett.
237
,
262
(
2019
).
36.
D.
Han
,
Y.
Zhao
,
Y.
Shen
,
Y.
Wei
,
L.
Mao
, and
G.
Zeng
,
J. Electroanal. Chem.
859
,
113887
(
2020
).
37.
S.
Wang
,
Z.
Huang
,
R.
Li
,
X.
Zheng
,
F.
Lu
, and
T.
He
,
Electrochim. Acta
204
,
160
(
2016
).
38.
G.
Greczynski
and
L.
Hultman
,
Prog. Mater. Sci.
107
,
100591
(
2020
).
39.
J. J.
Yang
,
M. D.
Pickett
,
X.
Li
,
D. A. A.
Ohlberg
,
D. R.
Stewart
, and
R. S.
Williams
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
429
(
2008
).
40.
G. Q.
Bi
and
M. M.
Poo
,
J. Neurosci.
18
,
10464
(
1998
).
41.
H.
Markram
,
J.
Lübke
,
M.
Frotscher
, and
B.
Sakmann
,
Science
275
,
213
(
1997
).
42.
X.
Yan
,
J.
Zhao
,
S.
Liu
,
Z.
Zhou
,
Q.
Liu
,
J.
Chen
, and
X. Y.
Liu
,
Adv. Funct. Mater.
28
,
1705320
(
2017
).
43.
M. M.
Asl
,
A.
Valizadeh
, and
P. A.
Tass
,
Sci. Rep.
7
,
39682
(
2017
).
44.
M. M.
Asl
,
A.
Valizadeh
, and
P. A.
Tass
,
Sci. Rep.
8
,
12068
(
2018
).
45.
C. X.
Zhang
,
Y.
Chen
,
D. M.
Yi
,
Y.
Zhu
,
T. F.
Li
,
L. T.
Liu
,
L. Y.
Wang
,
L. H.
Xie
, and
W.
Huang
,
Sci. Sin. Inf.
48
,
115
(
2018
).
46.
Z. Q.
Wang
,
H. Y.
Xu
,
X. H.
Li
,
H.
Yu
,
Y. C.
Liu
, and
X. J.
Zhu
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
2758
(
2012
).
47.
Y.
Li
,
J.
Chu
,
W.
Duan
,
G.
Cai
,
X.
Fan
,
X.
Wang
,
G.
Wang
, and
Y.
Pei
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
10
,
24598
(
2018
).
You do not currently have access to this content.