CN110415749B - 基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，该方法采用一个忆阻器，根据忆阻器的阻值设定忆阻器的三个阻态，定义忆阻器的初始化的逻辑参数、忆阻器的输入和输出以及写操作后忆阻器的输出，并采用半导体参数分析测试仪中分别对忆阻器施加正向扫描电压和负向扫描电压获取忆阻器阻态转换的两个阈值电压，基于该阈值电压确定忆阻器的输入的脉宽100微秒的脉冲电压的幅值大小以及恒定直流电压，然后根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态后，对忆阻器进行一步或者两步写操作，就能实现该三值单变量函数了；优点是简化操作方法，大幅减少器件数量，减少电路面积，降低电路功耗，提高电路存储容量。

Description

基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法

技术领域

本发明涉及一种实现单变量函数的方法，尤其是涉及一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法。

背景技术

在电路设计中，单变量函数f(x)作为实现一些数字功能的手段，得到了频繁的应用。在三值逻辑中，单变量函数f(x)的变量x的取值有0、1和2三种，即x∈{0,1,2}，对应x的不同取值，当x=0时，单变量函数f(x)的输出值为C₀ ，C₀=f(0), 当x=1时，单变量函数f(x)的输出值为C₁，C₁=f(1), 当x=2时，单变量函数f(x)的输出值为C₂，C₂=f(2),其中，C₀∈{0,1,2},C₁∈{0,1,2},C₂∈{0,1,2}。根据吴训威的《多值逻辑电路设计原理》中的记载，在三值逻辑中，可以找到27种不同的单变量函数（记单变量函数为f _i ，其中i=0,1,2,…,26）。将这些单变量函数在x=0、x=1、x=2下的输出值C₀、C₁和C₂按三进制三位数C₀C₁C₂的大小从小到大排序，分别为f ₀、f ₁、f ₂、f ₃、f ₄、f ₅、f ₆、f ₇、f ₈、f ₉、f ₁₀、f ₁₁、f ₁₂、f ₁₃、f ₁₄、f ₁₅、f ₁₆、f ₁₇、f ₁₈、f ₁₉、f ₂₀、f ₂₁、f ₂₂、f ₂₃、f ₂₄、f ₂₅、f ₂₆，其中f ₀={0,0,0}，f ₁={0,0,1}，f ₂={0,0,2}，f ₃={0,1,0}，f ₄={0,1,1}，f ₅={0,1,2}，f ₆={0,2,0}，f ₇={0,2,1}，f ₈={0,2,2}，f ₉={1,0,0}，f ₁₀={1,0,1}，f ₁₁={1,0,2}，f ₁₂={1,1,0}，f ₁₃={1,1,1}，f ₁₄={1,1,2}，f ₁₅={1,2,0}，f ₁₆={1,2,1}，f ₁₇={1,2,2}，f ₁₈={2,0,0}，f ₁₉={2,0,1}，f ₂₀={2,0,2}，f ₂₁={2,1,0}，f ₂₂={2,1,1}，f ₂₃={2,1,2}，f ₂₄={2,2,0}，f ₂₅={2,2,1}，f ₂₆={2,2,2}。

忆阻器具有小尺寸、多阻态、低功耗和非易失性等特点。目前，单变量函数的实现方式主要基于忆阻器。现有的基于忆阻器的单变量函数实现方法主要采用半导体参数分析仪（如B1500或4200A）配合需要2至4个忆阻器来实现，该方法在实现单变量函数时需要4至6步操作（其中写操作占3至5步），且只能实现8种单变量函数，具有延时高和开关速度慢等缺点，导致设计的电路出现面积大、功耗高以及存储容量低等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，该方法仅采用一个忆阻器，通过两步或者三步操作即可实现27种单变量函数，可以减少电路面积，降低电路功耗，提高电路存储容量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，27种三值单变量函数分别记为为f ₀、f ₁、f ₂、f ₃、f ₄、f ₅、f ₆、f ₇、f ₈、f ₉、f ₁₀、f ₁₁、f ₁₂、f ₁₃、f ₁₄、f ₁₅、f ₁₆、f ₁₇、f ₁₈、f ₁₉、f ₂₀、f ₂₁、f ₂₂、f ₂₃、f ₂₄、f ₂₅、f ₂₆，其中f ₀={0,0,0}，f ₁={0,0,1}，f ₂={0,0,2}，f ₃={0,1,0}，f ₄={0,1,1}，f ₅={0,1,2}，f ₆={0,2,0}，f ₇={0,2,1}，f ₈={0,2,2}，f ₉={1,0,0}，f ₁₀={1,0,1}，f ₁₁={1,0,2}，f ₁₂={1,1,0}，f ₁₃={1,1,1}，f ₁₄={1,1,2}，f ₁₅={1,2,0}，f ₁₆={1,2,1}，f ₁₇={1,2,2}，f ₁₈={2,0,0}，f ₁₉={2,0,1}，f ₂₀={2,0,2}，f ₂₁={2,1,0}，f ₂₂={2,1,1}，f ₂₃={2,1,2}，f ₂₄={2,2,0}，f ₂₅={2,2,1}，f ₂₆={2,2,2}，包括以下步骤：

（1）选取具有电致电阻转变、非易失性和多阻态特性的忆阻器，所述的忆阻器具有自下往上依次设置的底电极层、阻变层与顶电极层，定义忆阻器的顶电极层为T₁端，底电极层为T₂端，根据忆阻器的阻值设定忆阻器的三个阻态，将其三个阻态分别记为高阻态HRS、中间阻态MRS和低阻态LRS，其中高阻态的阻值范围为3500Ω~6500Ω，中间阻态的阻值范围为300Ω~600Ω，低阻态的阻值范围为30Ω~70Ω；

（2）定义忆阻器的初始化的逻辑参数、忆阻器的输入和输出：

定义忆阻器初始化为高阻态时忆阻器的逻辑值为0， 忆阻器初始化为中间阻态时忆阻器的逻辑值为1，忆阻器初始化为低阻态时忆阻器的逻辑值为2；

定义忆阻器的输入为脉宽100微秒的脉冲电压，该脉冲电压的幅值大小分别为0、V₁或者V₂，其中，V₂=2V₁，定义V_base为恒定直流电压，将忆阻器T₁端的电势记为V_T1，将忆阻器T₂端的电势记为V_T2，将忆阻器从低阻态向中间阻态转变的阈值电压记V_th1，忆阻器从中间阻态向低阻态转变的阈值电压等于忆阻器从中间阻态向高阻态转变的阈值电压，将该阈值电压记V_th2，上述参数满足以下关系式：V_th1<V₁<V_th2，V₂>V_th2， V₁-V_base<V_th1， V₂-V_base≥V_th2；

定义当写操作后，忆阻器阻态为高阻态时忆阻器输出为逻辑0，忆阻器阻态为中间阻态时忆阻器输出为逻辑1，忆阻器阻态为低阻态时忆阻器输出为逻辑2；

（3）将忆阻器的T₂端接地，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加直流扫描电压，实时测量忆阻器阻态变化的电流-电压曲线图，具体过程为：

3-1 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为100uA~1mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从高阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线1；

3-2 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为1mA~10mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向低阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线2；

3-3 在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从低阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线3；

3-4在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向高阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线4；

（4）重复步骤3-1~步骤3-4一百次，通过半导体参数分析测试仪100条曲线1、100条曲线2、100条曲线3和100条曲线4，共400条电流-电压曲线，观察这400条电流-电压曲线，获取V_th1和V_th2的值，根据V_th1和V_th2的值和步骤2中需要满足的参数关系式，确定V₁，V₂和V_base的取值；

（5）将f ₀对应的三值单变量函数记为F₀，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用两步操作实现F₀、F₁、F₂、F₅、F₉、F₁₈、F₄、F₁₂、F₁₃、F₁₄、F₂₂、F₂₁、F₈、F₁₇、F₂₄、F₂₅和F₂₆这17种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行写操作，实现该三值单变量函数；

将f ₃对应的三值单变量函数记为F₃，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用三步操作实现F₃、F₁₀、F₁₁、F₁₉、F₂₀、F₂₃、F₆、F₇、F₁₅和F₁₆这10种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行两次写操作，实现该三值单变量函数。

所述的步骤（5）中两步操作实现17种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0V，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；然后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；最后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₅时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₈时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₃时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0≤V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₁时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2≥0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₈时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2=V_T1-V_T2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₁₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₄时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₂₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

所述的步骤（5）中三步操作实现10种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为 V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₁₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2>0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过选取具有电致电阻转变、非易失性和多阻态特性的忆阻器，根据忆阻器的阻值设定忆阻器的三个阻态，定义忆阻器的初始化的逻辑参数、忆阻器的输入和输出以及写操作后忆阻器的输出，并采用半导体参数分析测试仪中分别对忆阻器施加正向扫描电压和负向扫描电压获取忆阻器阻态转换的两个阈值电压，基于该阈值电压确定忆阻器的输入的脉宽100微秒的脉冲电压的幅值大小以及恒定直流电压，然后根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态后，对忆阻器进行一步或者两步写操作，就能实现该三值单变量函数了，本发明的方法仅需要一个忆阻器配合半导体参数分析测试仪，就可以同时实现27个三值单变量函数，且每个单变量函数仅需通过初始化和一步写操作或者两步写操作即可实现大幅减少器件数量，优化电路结构，简化操作方法，可以减少电路面积，降低电路功耗，提高电路存储容量。

附图说明

图1为本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器的结构示意图；

图2为本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器的电流-电压曲线图；

图3为本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器在不同阻态下施加不同正向扫描电压后阻态的转变情况；

图4为本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器在不同阻态下施加不同负向扫描电压后阻态的转变情况；

图5是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₀的实验结果图；

图6是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁的实验结果图；

图7是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂的实验结果图；

图8是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₄的实验结果图；

图9是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₅的实验结果图；

图10是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₈的实验结果图；

图11是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₉的实验结果图；

图12是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₂的实验结果图；

图13是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₃的实验结果图；

图14是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₄的实验结果图；

图15是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₇的实验结果图；

图16是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₈的实验结果图；

图17是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₁的实验结果图；

图18是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₂的实验结果图；

图19是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₄的实验结果图；

图20是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₅的实验结果图；

图21是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₆的实验结果图；

图22是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₃的实验结果图；

图23是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₀的实验结果图；

图24是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₁的实验结果图；

图25是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₉的实验结果图；

图26是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₀的实验结果图；

图27是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₂₃的实验结果图；

图28是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₆的实验结果图；

图29是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₇的实验结果图；

图30是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₅的实验结果图；

图31是本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法实现单变量函数F₁₆的实验结果图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，27种三值单变量函数分别记为为f ₀、f ₁、f ₂、f ₃、f ₄、f ₅、f ₆、f ₇、f ₈、f ₉、f ₁₀、f ₁₁、f ₁₂、f ₁₃、f ₁₄、f ₁₅、f ₁₆、f ₁₇、f ₁₈、f ₁₉、f ₂₀、f ₂₁、f ₂₂、f ₂₃、f ₂₄、f ₂₅、f ₂₆，其中f ₀={0,0,0}，f ₁={0,0,1}，f ₂={0,0,2}，f ₃={0,1,0}，f ₄={0,1,1}，f ₅={0,1,2}，f ₆={0,2,0}，f ₇={0,2,1}，f ₈={0,2,2}，f ₉={1,0,0}，f ₁₀={1,0,1}，f ₁₁={1,0,2}，f ₁₂={1,1,0}，f ₁₃={1,1,1}，f ₁₄={1,1,2}，f ₁₅={1,2,0}，f ₁₆={1,2,1}，f ₁₇={1,2,2}，f ₁₈={2,0,0}，f ₁₉={2,0,1}，f ₂₀={2,0,2}，f ₂₁={2,1,0}，f ₂₂={2,1,1}，f ₂₃={2,1,2}，f ₂₄={2,2,0}，f ₂₅={2,2,1}，f ₂₆={2,2,2}，包括以下步骤：

（1）选取具有电致电阻转变、非易失性和多阻态特性的忆阻器，如图1所示，忆阻器具有自下往上依次设置的底电极层、阻变层与顶电极层，定义忆阻器的顶电极层为T₁端，底电极层为T₂端，根据忆阻器的阻值设定忆阻器的三个阻态，将其三个阻态分别记为高阻态HRS，简称H、中间阻态MRS，简称M和低阻态LRS，简称L，其中高阻态的阻值范围为3500Ω~6500Ω，中间阻态的阻值范围为300Ω~600Ω，低阻态的阻值范围为30Ω~70Ω；本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器在不同阻态下施加不同正向扫描电压后阻态的转变情况如图3所示，本发明的基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法的忆阻器在不同阻态下施加不同负向扫描电压后阻态的转变情况如图4所示。

（2）定义忆阻器的初始化的逻辑参数、忆阻器的输入和输出：定义忆阻器初始化为高阻态时忆阻器的逻辑值为0， 忆阻器初始化为中间阻态时忆阻器的逻辑值为1，忆阻器初始化为低阻态时忆阻器的逻辑值为2；定义忆阻器的输入为脉宽100微秒的脉冲电压，该脉冲电压的幅值大小分别为0、V₁或者V₂，其中，V₂=2V₁，定义V_base为恒定直流电压，将忆阻器T₁端的电势记为V_T1，将忆阻器T₂端的电势记为V_T2，将忆阻器从低阻态向中间阻态转变的阈值电压记V_th1，忆阻器从中间阻态向低阻态转变的阈值电压等于忆阻器从中间阻态向高阻态转变的阈值电压，将该阈值电压记V_th2，上述参数满足以下关系式：V_th1<V₁<V_th2，V₂>V_th2， V₁-V_base<V_th1， V₂-V_base≥V_th2；定义当写操作后，忆阻器阻态为高阻态时忆阻器输出为逻辑0，忆阻器阻态为中间阻态时忆阻器输出为逻辑1，忆阻器阻态为低阻态时忆阻器输出为逻辑2；

（3）将忆阻器的T₂端接地，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加直流扫描电压，实时测量忆阻器阻态变化的电流-电压曲线图，具体过程为：

3-1 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为100uA~1mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从高阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线1；

3-2 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为1mA~10mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向低阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线2；

3-3 在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从低阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线3；

3-4在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向高阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线4；

（4）重复步骤3-1~步骤3-4一百次，通过半导体参数分析测试仪100条曲线1、100条曲线2、100条曲线3和100条曲线4，共400条电流-电压曲线，观察这400条电流-电压曲线，因为Set过程（施加正向扫描电压的过程）和Reset过程（施加负向扫描电压的过程）曲线具有较好的对称度，故统计Set过程中高阻态向中间阻态转变和中间阻态向低阻态转变时的阈值电压值或者统计Reset过程中低阻态向中间阻态转变和中间阻态向高阻态转变时的阈值电压值，即可获取V_th1和V_th2的值，在获取V_th1和V_th2的值后，根据V_th1和V_th2的值和步骤2中需要满足的参数关系式，确定V₁，V₂和V_base的取值；本实施例中，V_th1的值为0.7V，V_th2的值为1.4V，V₁的值为0.8V，V₂的值为1.6V，V_base的值为0.2V。

（5）将f ₀对应的三值单变量函数记为F₀，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用两步操作实现F₀、F₁、F₂、F₅、F₉、F₁₈、F₄、F₁₂、F₁₃、F₁₄、F₂₂、F₂₁、F₈、F₁₇、F₂₄、F₂₅和F₂₆这17种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行写操作，实现该三值单变量函数；

将f ₃对应的三值单变量函数记为F₃，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用三步操作实现F₃、F₁₀、F₁₁、F₁₉、F₂₀、F₂₃、F₆、F₇、F₁₅和F₁₆这10种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行两次写操作，实现该三值单变量函数。

本实施例中，步骤（5）中两步操作实现17种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0V，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；然后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；最后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；三值单变量函数F₀的实验结果如图5所示；

实现三值单变量函数F₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；三值单变量函数F₁的实验结果如图6所示；

实现三值单变量函数F₂时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；三值单变量函数F₂的实验结果如图7所示；

实现三值单变量函数F₅时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；三值单变量函数F₅的实验结果如图9所示；

实现三值单变量函数F₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；三值单变量函数F₉的实验结果如图11所示；

实现三值单变量函数F₁₈时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；三值单变量函数F₁₈的实验结果如图16所示；

实现三值单变量函数F₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；三值单变量函数F₄的实验结果如图8所示；

实现三值单变量函数F₁₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；三值单变量函数F₁₂的实验结果如图12所示；

实现三值单变量函数F₁₃时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；三值单变量函数F₁₃的实验结果如图13所示；

实现三值单变量函数F₁₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0≤V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；三值单变量函数F₁₄的实验结果如图14所示；

实现三值单变量函数F₂₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；三值单变量函数F₂₂的实验结果如图18所示；

实现三值单变量函数F₂₁时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2≥0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；三值单变量函数F₂₁的实验结果如图17所示；

实现三值单变量函数F₈时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2=V_T1-V_T2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；三值单变量函数F₈的实验结果如图10所示；

实现三值单变量函数F₁₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；三值单变量函数F₁₇的实验结果如图15所示；

实现三值单变量函数F₂₄时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；三值单变量函数F₂₄的实验结果如图19所示；

实现三值单变量函数F₂₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；三值单变量函数F₂₅的实验结果如图20所示；

实现三值单变量函数F₂₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2，三值单变量函数F₂₆的实验结果如图21所示；

本实施例中，步骤（5）中三步操作实现10种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；三值单变量函数F₃的实验结果如图22所示；

实现三值单变量函数F₁₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为 V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；三值单变量函数F₁₀的实验结果如图23所示；

实现三值单变量函数F₁₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；三值单变量函数F₁₁的实验结果如图24所示；

实现三值单变量函数F₁₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；三值单变量函数F₁₉的实验结果如图25所示；

实现三值单变量函数F₂₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；三值单变量函数F₂₀的实验结果如图26所示；

实现三值单变量函数F₂₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；三值单变量函数F₂₃的实验结果如图27所示；

实现三值单变量函数F₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2>0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；三值单变量函数F₆的实验结果如图28所示；

实现三值单变量函数F₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；三值单变量函数F₇的实验结果如图29所示；

实现三值单变量函数F₁₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；三值单变量函数F₁₅的实验结果如图30所示；

实现三值单变量函数F₁₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1，三值单变量函数F₁₆的实验结果如图31所示。

本实施例中，图5~图31中，第一列Read表示用半导体参数分析测试仪在忆阻器上T₁端施加0.01V电压，T₂端接地，读取忆阻器的初始阻态；第二列为施加的脉冲电压，脉宽100us，幅值分别为0V，V₁，V₂；第三列Read表示用半导体参数分析测试仪在忆阻器上T₁端施加0.01V电压，T₂端接地，读取忆阻器的最终输出阻态，即输出逻辑。

Claims (2)

1.一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，27种三值单变量函数分别记为为f ₀、f ₁、f ₂、f ₃、f ₄、f ₅、f ₆、f ₇、f ₈、f ₉、f ₁₀、f ₁₁、f ₁₂、f ₁₃、f ₁₄、f ₁₅、f ₁₆、f ₁₇、f ₁₈、f ₁₉、f ₂₀、f ₂₁、f ₂₂、f ₂₃、f ₂₄、f ₂₅、f ₂₆，其中f ₀={0,0,0}，f ₁={0,0,1}，f ₂={0,0,2}，f ₃={0,1,0}，f ₄={0,1,1}，f ₅={0,1,2}，f ₆={0,2,0}，f ₇={0,2,1}，f ₈={0,2,2}，f ₉={1,0,0}，f ₁₀={1,0,1}，f ₁₁={1,0,2}，f ₁₂={1,1,0}，f ₁₃={1,1,1}，f ₁₄={1,1,2}，f ₁₅={1,2,0}，f ₁₆={1,2,1}，f ₁₇={1,2,2}，f ₁₈={2,0,0}，f ₁₉={2,0,1}，f ₂₀={2,0,2}，f ₂₁={2,1,0}，f ₂₂={2,1,1}，f ₂₃={2,1,2}，f ₂₄={2,2,0}，f ₂₅={2,2,1}，f ₂₆={2,2,2}，其特征在于包括以下步骤：

（1）选取具有电致电阻转变、非易失性和多阻态特性的忆阻器，所述的忆阻器具有自下往上依次设置的底电极层、阻变层与顶电极层，定义忆阻器的顶电极层为T₁端，底电极层为T₂端，根据忆阻器的阻值设定忆阻器的三个阻态，将其三个阻态分别记为高阻态HRS、中间阻态MRS和低阻态LRS，其中高阻态的阻值范围为3500Ω~6500Ω，中间阻态的阻值范围为300Ω~600Ω，低阻态的阻值范围为30Ω~70Ω；

（2）定义忆阻器的初始化的逻辑参数、忆阻器的输入和输出：

定义忆阻器初始化为高阻态时忆阻器的逻辑值为0， 忆阻器初始化为中间阻态时忆阻器的逻辑值为1，忆阻器初始化为低阻态时忆阻器的逻辑值为2；

定义忆阻器的输入为脉宽100微秒的脉冲电压，该脉冲电压的幅值大小分别为0、V₁或者V₂，其中，V₂=2V₁，定义V_base为恒定直流电压，将忆阻器T₁端的电势记为V_T1，将忆阻器T₂端的电势记为V_T2，将忆阻器从低阻态向中间阻态转变的阈值电压记V_th1，忆阻器从中间阻态向低阻态转变的阈值电压等于忆阻器从中间阻态向高阻态转变的阈值电压，将该阈值电压记V_th2，上述参数满足以下关系式：V_th1<V₁<V_th2，V₂>V_th2， V₁-V_base<V_th1， V₂-V_base≥V_th2；

定义当写操作后，忆阻器阻态为高阻态时忆阻器输出为逻辑0，忆阻器阻态为中间阻态时忆阻器输出为逻辑1，忆阻器阻态为低阻态时忆阻器输出为逻辑2；

（3）将忆阻器的T₂端接地，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加直流扫描电压，实时测量忆阻器阻态变化的电流-电压曲线图，具体过程为：

3-1 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为100uA~1mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从高阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线1；

3-2 在半导体参数分析测试仪中设置取值范围为1mA~10mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加正向扫描电压，正向扫描电压范围为0到4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向低阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线2；

3-3 在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-2V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从低阻态向中间阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线3；

3-4在半导体参数分析测试仪中设置取值100mA的限制电流后，用半导体参数分析测试仪对忆阻器的T₁端施加负向扫描电压，负向扫描电压范围为0到-4V，半导体参数分析测试仪测出忆阻器从中间阻态向高阻态转变的电流-电压曲线，记为曲线4；

（4）重复步骤3-1~步骤3-4一百次，通过半导体参数分析测试仪100条曲线1、100条曲线2、100条曲线3和100条曲线4，共400条电流-电压曲线，观察这400条电流-电压曲线，获取V_th1和V_th2的值，根据V_th1和V_th2的值和步骤2中需要满足的参数关系式，确定V₁，V₂和V_base的取值；

（5）将f ₀对应的三值单变量函数记为F₀，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用两步操作实现F₀、F₁、F₂、F₅、F₉、F₁₈、F₄、F₁₂、F₁₃、F₁₄、F₂₂、F₂₁、F₈、F₁₇、F₂₄、F₂₅和F₂₆这17种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行写操作，实现该三值单变量函数；

将f ₃对应的三值单变量函数记为F₃，将f ₁对应的三值单变量函数记为F₁，将f ₂对应的三值单变量函数记为F₂，以此类推，将f ₂₅对应的三值单变量函数记为F₂₅，将f ₂₆对应的三值单变量函数记为F₂₆，分别采用三步操作实现F₃、F₁₀、F₁₁、F₁₉、F₂₀、F₂₃、F₆、F₇、F₁₅和F₁₆这10种三值单变量函数：先根据要实现的三值单变量函数初始化忆阻器到相应阻态；然后对忆阻器进行两次写操作，实现该三值单变量函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于单阻变器件的27种三值单变量函数实现方法，其特征在于所述的步骤（5）中两步操作实现17种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0V，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；然后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；最后将忆阻器初始化为高阻态，将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₅时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th1，忆阻器阻值从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th1，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₈时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻值从高阻态转变为低阻态，故输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₃时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₄时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0≤V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₂时，先将忆阻器初始化为中间阻态，此时忆阻器逻辑值为1；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2>V_th2，忆阻器阻值从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₂，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₁时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2≥0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₈时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2=V_T1-V_T2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₁₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₄时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V_base，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻值从低阻态转变为高阻态，故忆阻器的输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₂₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₁端接固定电压V₁，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值从低阻态转变为中间阻态，故忆阻器的输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₁的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为中间阻态，忆阻器的T₂端接地，半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，幅值为V₂的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻值保持不变，故忆阻器的输出逻辑值为2；

所述的步骤（5）中三步操作实现10种三值单变量函数的具体方式为：

实现三值单变量函数F₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0 V，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₁端接地，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为 V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₁时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th1，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₁₉时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器阻值保持不变，忆阻器处于高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻值保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₂₀时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从中间阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₂₃时，先将忆阻器初始化为高阻态，此时忆阻器的逻辑值为0；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2≥V_th2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，然后将忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为高阻态，然后T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态从高阻态转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为高阻态，然后将T₁端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压0，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2<V_T1-V_T2，忆阻器阻态从高阻态转变为低阻态，故忆阻器输出逻辑值为2；

实现三值单变量函数F₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器的阻态保持不变，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1>V_T1-V_T2>0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器阻态从低阻态转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₇时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态保持不变，然后将忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=-V_th2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₂端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1<V_T1-V_T2<0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，然后忆阻器的T₂端接固定电压V_th2，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；

实现三值单变量函数F₁₅时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为0<V_T1-V_T2<V_th1，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V_base，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2≥V_T1-V_T2，忆阻器转变为高阻态，故忆阻器输出逻辑值为0；

实现三值单变量函数F₁₆时，先将忆阻器初始化为低阻态，此时忆阻器的逻辑值为2；然后将忆阻器的T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为-V_th1>V_T1-V_T2>-V_th2，忆阻器转变为中间阻态，然后将忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th1<V_T1-V_T2<V_th2，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为1；将忆阻器初始化为低阻态，然后T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为0.8 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态保持不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载前一次其T₁端加载的相同脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_T1-V_T2=0，忆阻器阻态不变，故忆阻器输出逻辑值为2；将忆阻器初始化为低阻态，然后将T₂端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₁端加载一个脉宽不小于100微秒，且幅值为1.6 V的脉冲电压，此时忆阻器实际承受电压为V_th2>V_T1-V_T2>V_th1，忆阻器阻态不变，然后忆阻器的T₁端接固定电压V₁，通过半导体参数分析测试仪在忆阻器的T₂端加载相同脉冲，此时忆阻器实际承受电压为-V_th2<V_T1-V_T2<-V_th1，忆阻器转变为中间阻态，故忆阻器输出逻辑值为1。

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