憶阻器測試方案設計及選擇介紹如下：

測試方案設計

直流特性測試：通過施加不同極性和大小的電壓（電流）激勵，觀察憶阻器電阻的變化，其直流I-V特性曲線能直接反映設備在不同電壓（電流）激勵下的電阻值變化，是研究憶阻器電學特性的重要手段。通過該測試曲線，可初步研究憶阻器的電阻切換特性及閾值電壓/電流特性，并觀察其I-V、R-V等特征曲線。

交流特性測試：由于理想憶阻器的電阻值隨通過的電荷量變化，傳統的直流I-V掃描使用階梯信號進行輸出測試，其得到的I-V曲線不能真實反映憶阻器特性。因此，交流特性測試對于深入理解憶阻器的行為至關重要，可采用小交流信號疊加在直流偏置上的方式，在保證交流信號處于良好的線性近似區域內且不會導致電阻切換的前提下，探測電容、電感和擴散等現象，從而更好地理解憶阻器的內部工作機制。

脈沖特性及保持性測試：脈沖特性測試包括對測試樣品的多阻態特性、阻態切換速率和切換幅度以及阻態切換耐久性等性能測試。多阻態特性表征了憶阻器在不同工作模式下的多阻態特性，直接反映了憶阻器的非線性電阻特性；阻態切換速率和切換幅度則表示了在不同阻態間切換憶阻器的難易程度；阻態切換耐久性通過選擇合適的脈沖，測量憶阻器在脈沖作用下阻態來回切換的次數，反映了器件的阻態切換穩定性。

儀器選擇

高精度數字源表（SMU）：是憶阻器測試的基礎儀器，其精度高于普通電流表和電壓表，在測試弱電壓和小電流信號時具有極高的靈敏度。可用于產生電壓或電流掃描測試信號，并實時測試樣品對應的電流或電壓反饋值，結合專用測試軟件，可實時輸出直流或脈沖I-V特性曲線。

探針臺：用于對微小尺寸的憶阻器樣品進行精確的電氣接觸，確保在測試過程中能夠穩定、準確地與樣品連接，適用于不同尺寸和結構的憶阻器。

低頻信號發生器：用于產生低頻測試信號，適用于交流特性測試。

示波器：用于觀察和記錄測試過程中的電壓和電流波形，在脈沖測試和交流特性測試中，實時監測信號的變化。

任意波形發生器（AWG）：用于生成復雜的脈沖序列和波形，適用于高速脈沖性能測試，能夠模擬不同的神經刺激信號，研究憶阻器的神經形態特性。

頻率響應分析儀：用于分析憶阻器在不同頻率下的響應特性，有助于評估憶阻器的交流特性。

脈沖放大器：用于放大脈沖信號，確保脈沖信號有足夠的強度來驅動憶阻器，在脈沖測試中，確保信號的穩定性和可靠性。

偏置橋：用于提供穩定的偏置電壓或電流，在測試過程中保持穩定的偏置條件，確保測試結果的準確性。

第三方跨阻放大器（TIA）：用于將電流信號轉換為電壓信號，提高測量精度，在低電流測量時，提高信號的可測量性。

定制軟件：用于自動化測試流程，數據分析和結果記錄，提高測試效率，確保測試結果的一致性和可重復性。

測試標準

目前，憶阻器的測試標準仍在不斷發展和完善中。不同的研究機構和企業可能會根據自身的需求和應用場景制定特定的測試標準。然而，一些基本的測試參數和方法，如直流I-V特性、脈沖特性、交流特性、保持性和耐久性等，已成為評估憶阻器性能的通用指標。

測試流程

樣品準備：首先對樣品進行標準的直流測試，確保其穩定性，排除不穩定或易變的樣品。對于需要形成步驟的憶阻器，通過施加大偏壓或發送大量連續小脈沖進行電形成，然后再次測量I-V曲線，確保在非破壞性切換范圍內能夠進行切換，并確定非侵入性測試電壓。

測量協議：主要采用頻率掃描的方式進行測量。使用能夠輸出數據為交流正弦輸入引起的幅度和相位角差的設備進行測試。在頻率掃描模式下，輸出通常是伯德圖，通過重復測量，可以確認設備的穩定性，并了解測量過程中可能出現的問題。在初始測量后，使用電壓掃描強制設備內部發生切換事件，然后再次進行頻率掃描，以確定切換如何影響設備在測試頻率帶內的行為。