The continuous advancement of artificial intelligence and big data in the current era has driven increasing demands for computing power. However, traditional von Neumann architectures are constrained by processing limitations, making further enhancements in computing power prohibitively expensive. Memristors, as devices that integrate storage and computing capabilities, have emerged as a promising research field. Nanofluidic memristors, in particular, have garnered significant attention due to their ease of fabrication and biocompatibility. This project developed a funnel- shaped nanofluidic memristor with an asymmetric structure. Using an ionic liquid (BMIMTFSI) and an electrolyte solution (KCl), the device achieved a memristive effect based on asymmetric ion transfer. Distinct hysteresis curves were obtained across seven sweep rates, ranging from 50 mV/s to 200 mV/s. Furthermore, to account for variations in the taper angle within the asymmetric structure, 18 devices with taper angles ranging from 0° to 90° were fabricated and tested at various angles. Distinct patterns in the hysteresis loop opening area were observed. The relationships among the hysteresis loop opening area, sweep rate, and taper angle were qualitatively analyzed. In addition, to explore the neuromorphic computing capabilities of memristors, pulse tests were conducted on the fabricated devices. By applying a specific number of read and write pulses, the short-term plasticity (STP) and short-term depression (STD) functions were measured. Finally, the basic functionalities of the devices, such as handwritten digit recognition, tic-tac- toe game and a simplified super mario game were evaluated through online simulations.

Kontinuerliga framsteg inom artificiell intelligens och big data har ökat efterfrågan på beräkningskraft, men traditionella von Neumann-arkitekturer begränsas av processbegränsningar, vilket gör ytterligare förbättringar kost- samma. Memristorer, som kombinerar lagring och beräkning, har framträtt som ett lovande forskningsområde. Nanofluidiska memristorer är särskilt uppmärksammade för sin enkla tillverkning och biokompatibilitet. Detta projekt utvecklade en trattformad nanofluidisk memristor med asymmetrisk struktur. Genom att använda en jonisk vätska (BMIMTFSI) och en elekt- rolytlösning (KCl) uppnåddes en memristiv effekt baserad på asymmetrisk jonöverföring. Distinkta hystereskurvor erhölls vid sju svephastigheter (50– 200 mV/s). För att undersöka effekten av asymmetrisk struktur tillverkades och testades 18 enheter med konvinklar från 0° till 90°, vilket visade tydliga mönster i hysteresloopens öppningsarea. Sambanden mellan looparea, svephastighet och konvinkel analyserades kvalitativt. Pulsförsök genomfördes för att utvärdera neuromorfiska beräkningsmöjligheter, kortsiktig plasticitet (STP) och korttidsdämpning (STD) mättes med specifika läs- och skrivpulser. Slutligen utvärderades enheternas grundläggande funktioner, såsom hand- skriftsigenkänning, luffarschack och ett förenklat Super Mario-spel, genom onlinesimuleringar.