一种纳米仿生器件及其制备方法技术

一种纳米仿生器件，包括纳米仿生单元(1)、电压脉冲发生器(2)、紫外光脉冲发生器(3)，纳米仿生单元(1)由微电极对(4)和ZnO纳米线(5)组成，ZnO纳米线(5)搭接在微电极对(4)之间，电压脉冲发生器(2)通过导线连接在微电极对(4)两端，紫外光脉冲发生器(3)置于纳米仿生单元(1)上方。该器件的制备方法：制备ZnO纳米线；制备微电极对；将ZnO纳米线搭接在微电极对之间；键合ZnO纳米线；连接脉冲电压发生器并调节电压幅值和脉冲宽度；放置紫外光脉冲发生器并调节功率和脉冲宽度。本发明专利技术的纳米仿生器件的核心单元为纳米尺度，不需要外接其他电子元件，可独立工作实现非联想式学习的仿生，器件结构简单、制备方便。简单、制备方便。简单、制备方便。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米仿生器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于微电子器件领域，尤其涉及一种纳米突触仿生器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]学习是动物通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程，包括联想式学习和非联想式学习。非联想式学习是指动物的行为变化仅由单一模式的刺激重复呈现而引起，与之相应在脑内引起单一感受系统的兴奋变化，包括习惯和敏化。非联想式学习是动物适应外部环境的重要机制，是在个体经验基础上实现的一种习得行为。
[0003]利用电子器件模拟动物的非联想式学习对神经形态计算至关重要。神经形态计算能够大幅提升数据处理能力和机器学习能力，被认为是高性能计算的理想选择。神经网络计算架构在神经元
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突触
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神经元连接方式的基础上构建存算一体、高度并行的分布式计算网络，提高了对复杂数据和智能任务的处理效率。
[0004]尽管有一些器件用来模拟非联想式学习，但模拟中用了较多的电子元件，不利于器件的集成和功耗的降低，因此，亟需一种结构微小、制备简单的仿生器件。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是提供一种可以模拟动物的习惯、敏化等非联想式学习特性，并可以模拟“趋利避害”的动物生存特性的纳米仿生器件。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：
[0007]一种纳米仿生器件，包括纳米仿生单元、电压脉冲发生器、紫外光脉冲发生器。纳米仿生单元由微电极对和ZnO纳米线组成，ZnO纳米线搭接在微电极对之间，电压脉冲发生器通过导线连接在微电极对两端，紫外光脉冲发生器置于纳米仿生单元上方。
[0008]进一步的，所述电压脉冲发生器输出电压幅度0.5
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50伏，脉冲宽度50
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5000毫秒。
[0009]进一步的，所述紫外光脉冲发生器由紫外光二极管和单片机控制电路组成，紫外光功率为1
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5瓦，脉冲宽度为50
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5000毫秒。
[0010]进一步的，所述微电极对间隔为1
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3微米，电极材料为Au、Ti、Cu、Al中的一种。
[0011]进一步的，所述ZnO纳米线的长度为1.5
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5微米，直径为50
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1000纳米。
[0012]进一步的，所述紫外光脉冲发生器与纳米仿生单元的距离为5
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20厘米。
[0013]本专利技术还提供上述纳米仿生器件的制备方法，包括：
[0014](1)制备ZnO纳米线；
[0015](2)制备微电极对；
[0016](3)将ZnO纳米线搭接在微电极对之间；
[0017](4)键合ZnO纳米线；
[0018](5)连接脉冲电压发生器并调节电压幅值和脉冲宽度；
[0019](6)放置紫外光脉冲发生器并调节功率和脉冲宽度；
[0020]通过上述步骤，即可模拟习惯、敏化、趋利避害等生物行为。
[0021]进一步的，所述ZnO纳米线采用水热法制备。
[0022]进一步的，所述微电极对的制备方法为紫外光刻、lift
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off、电子束光刻方法中的一种。
[0023]进一步的，所述将ZnO纳米线搭接在微电极对之间的方法为滴加、旋涂、介电泳中的一种。
[0024]进一步的，所述键合ZnO纳米线的方法为超声键合、界面退火、电磁感应键合中的一种。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术的纳米仿生器件的核心单元为纳米尺度，不需要外接其他电子元件，可独立工作实现非联想式学习的仿生，器件结构简单、制备方便。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的纳米仿生器件的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，一种纳米仿生器件，包括纳米仿生单元1、电压脉冲发生器2、紫外光脉冲发生器3，纳米仿生单元1由微电极对4和ZnO纳米线5组成，ZnO纳米线5搭接在微电极对4之间，电压脉冲发生器2通过导线连接在微电极对4两端，紫外光脉冲发生器3置于纳米仿生单元1上方。
[0031]电压脉冲发生器2输出电压幅度50伏，脉冲宽度5000毫秒。紫外光脉冲发生器3由紫外光二极管和单片机控制电路组成，紫外光功率为5瓦，脉冲宽度为5000毫秒。微电极对4间隔为3微米，电极材料为Au、Ti、Cu、Al中的一种。ZnO纳米线5的长度为
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5微米，直径为50
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1000纳米。紫外光脉冲发生器3与纳米仿生单元1的距离为20厘米。
[0032]本专利技术的纳米仿生器件的核心单元为纳米尺度，不需要外接其他电子元件，可独立工作实现非联想式学习的仿生，器件结构简单、制备方便。
[0033]实施例2
[0034]本实施例与实施例1相比，区别在于，电压脉冲发生器2输出电压幅度0.5伏，脉冲宽度50毫秒。紫外光脉冲发生器3由紫外光二极管和单片机控制电路组成，紫外光功率为1瓦，脉冲宽度为50毫秒。微电极对4间隔为1微米，电极材料为Au、Ti、Cu、Al中的一种。ZnO纳米线5的长度为1.5微米，直径为50纳米。紫外光脉冲发生器3与纳米仿生单元1的距离为5厘米。
[0035]实施例3
[0036]纳米仿生器件的方法，包括如下步骤：
[0037](1)制备ZnO纳米线；
[0038](2)制备微电极对；
[0039](3)将ZnO纳米线搭接在微电极对之间；
[0040](4)键合ZnO纳米线；
[0041](5)连接脉冲电压发生器并调节电压幅值和脉冲宽度；
[0042](6)放置紫外光脉冲发生器并调节功率和脉冲宽度。
[0043]其中，ZnO纳米线采用水热法制备，微电极对的制备方法为紫外光刻、lift
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off或电子束光刻方法；将ZnO纳米线搭接在微电极对之间的方法为滴加、旋涂或介电泳中；键合ZnO纳米线的方法为超声键合、界面退火或电磁感应键合中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米仿生器件，其特征在于，包括纳米仿生单元(1)、电压脉冲发生器(2)、紫外光脉冲发生器(3)，纳米仿生单元(1)由微电极对(4)和ZnO纳米线(5)组成，ZnO纳米线(5)搭接在微电极对(4)之间，电压脉冲发生器(2)通过导线连接在微电极对(4)两端，紫外光脉冲发生器(3)置于纳米仿生单元(1)上方。2.根据权利要求1所述的纳米仿生器件，其特征在于，所述电压脉冲发生器(2)输出电压幅度0.5
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50伏，脉冲宽度50
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5000毫秒。3.根据权利要求1所述的纳米仿生器件，其特征在于，所述紫外光脉冲发生器(3)由紫外光二极管和单片机控制电路组成，紫外光功率为1
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5瓦，脉冲宽度为50
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5000毫秒。4.根据权利要求1所述的纳米仿生器件，其特征在于，所述微电极对(4)间隔为1
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3微米，电极材料为Au、Ti、Cu、Al中的一种。5.根据权利要求1所述的纳米仿生器件，其特征在于，所述ZnO纳米线(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，张建，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：