电阻开关是一种利用电场改变器件电阻的现象，是神经形态计算和电阻存储器等新兴技术的核心。在各类电阻开关中，阈值触发是最有前途的一种，因为它可以实现人工脉冲神经元。阈值触发在具有绝缘体-金属相变特性的Mott绝缘体中被观察到，可以通过施加外部电压触发：如果超过阈值电压，材料就会导通(“firing”)。之前的研究对这种诱导转变的动力学进行了深入的研究，并对其机理和特征时间进行了详细的描述。相比之下，对此过程的反方向转变却知之甚少：即在电压被移除后，系统恢复到绝缘状态的过程。
加州大学圣地亚哥分校Javier del Valle团队发现，Mott纳米器件在绝缘电阻恢复后长时间内仍保留着之前电阻开关事件的记忆。研究证明，虽然器件在50到150 ns内恢复到绝缘状态，但可以通过较长时间(最多几毫秒)的亚阈值电压重新触发绝缘体到金属的转变。作者发现一阶相变的固有介稳性是这一现象的起源，因此该现象可能存在于所有Mott系统中。总之，这种效应在Mott基器件中构成了一种新型的易失性存储器，在电阻存储器、固态鉴频器和神经形态电路中具有潜在的应用前景。
图1. 电压触发的绝缘体-金属转变以及冷却时间。
图2. VO2中的亚阈值导通以及记忆效应。
Javier del Valle, Pavel Salev, Federico Tesler, Nicolás M. Vargas, Yoav Kalcheim, Paul Wang, Juan Trastoy, Min-Han Lee, George Kassabian, Juan Gabriel Ramírez, Marcelo J. Rozenberg & Ivan K. Schuller. Subthreshold firing in Mott nanodevices. Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1159-6
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1159-6
