一种神经突触仿生光电缓变忆阻器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种神经突触仿生光电缓变忆阻器及其制备方法，属于有机电子以及光电信息技术领域，缓变忆阻器的器件结构是交叉结构，在导电玻璃上由下而上依次包括底电极

【技术实现步骤摘要】
一种神经突触仿生光电缓变忆阻器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机电子以及光电信息
，更具体的说，涉及一种神经突触仿生光电缓变忆阻器及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着当今数据信息的膨胀，传统的冯诺依曼架构的计算机早已无法满足灵活处理和存储大量信息的需求，像人脑一样能够对信息进行学习
、
记忆和灵活处理的智能计算机是未来计算机发展的方向和目标
。
人类大脑的神经网络是高度并行的非线性信息处理系统，得益于其拥有神经元和突触组成的神经网络，只需要消耗很少的能量，便能完成复杂的计算
。
连接着数十亿神经元的生物突触在大脑神经信号的传输中起着至关重要的作用，其突出特点
——
突触可塑性是学习与记忆的重要神经化学基础
。
因此，能够模拟生物突触功能的器件成为了构建神经形态计算模拟神经网络最有前途的技术之一
。
在这方面，人工突触已被证明能用多种器件来进行模拟，在此之中，忆阻器被认为是神经形态计算应用中最有前途的候选器件之一
。
[0003]忆阻器可以通过非线性导电性模拟突触重量，通过施加高于特征器件阈值的电压偏置进行控制，模拟忆阻神经网络已经证明了使用不同算法解决计算任务的能力
。
但迄今为止，绝大部分所实现相关功能的器件都是由无机材料所完成的，器件导电态数目较少且不易控制
。
有机材料具有分子结构稳定
、
结构易裁剪
、
加工成本低
、
功能可调性和机械灵活性等特性，由有机功能层材料制备的忆阻器具有电学性能优良
、
忆阻行为平滑渐变可控
、
制备方法简单等优势
。
因此，在模拟生物突触方面具有极大的应用前景
。
重要的是，有机忆阻器工作稳定性可以与无机忆阻器相媲美
。
这些优势为有机忆阻器与未来的视觉感知设备的结合铺平了道路
。
专利技术申请
202011081743 .8 一种低功耗非易失性阻变存储器系列及其制备方法一般的神经突触仿生器件都只能通过电刺激来对不同的生物突触行为进行模拟，但各种各样的光所传递的信号也是极为重要的
。
通过选用性能稳定的光感材料构建忆阻器件，可以弥补只能通过电刺激来模拟神经突触器件的不足，并通过将光照作为新的电导调控手段进一步降低忆阻器的功耗
。
光电神经突触仿生器件的发展，为忆阻器在突触模拟与忆阻视觉神经网络的构建中提供了更多的可能性
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种神经突触仿生光电缓变忆阻器，缓变忆阻器的器件结构是交叉结构，在导电玻璃上由下而上依次包括底电极
、
功能层和顶电极三个部分，所述的功能层是聚
[2
‑
甲氧基
‑5‑
(2
‑
乙基己氧基
)
‑
1,4
‑
苯乙炔
]MEH
‑
PPV
层；所述底电极为氧化铟锡
ITO
，所述顶电极为
Ag
，所述
MEH
‑
PPV
层是连续平整的无定形薄膜
。
[0005]这里的交叉结构是指底电极和顶电极是交错的
。
[0006]进一步的，所述氧化铟锡是条状，所述银是与其垂直交错条状
。
[0007]优选的，所述垂直交错条状的交叉电极面积为
10000
μ
m2‑
100000
μ
m2。
[0008]进一步的，所述的功能层为单层，双层或多层结构中的一种
。
[0009]进一步的，所述
Ag
的厚度为
30
‑
40 nm
，
MEH
‑
PPV
层厚度为
20
‑
30 nm
，
ITO
厚度为
120
‑
140nm。
[0010]本专利技术还提供一种神经突触仿生光电缓变忆阻器的制备方法，包括以下步骤：
(1)
选择导电玻璃作为基底，在导电玻璃上生成一层条状
ITO
，厚度为
120
‑
140nm
，形成
ITO
导电玻璃，对
ITO
导电玻璃依次经过
ITO
清洗剂
、
超纯水清洗
30 min
，随后吹干并置于
120 ℃
的烘箱中放置
60 min
烘干；
(2)
将烘干的
ITO
导电玻璃经过紫外臭氧处理
15 min
；
(3)
将
MEH
‑
PPV
溶于三氯甲烷
、
二氯甲烷
、
氯苯
、
四氢呋喃或甲苯中的一种形成溶液；
(4)
使用移液枪将溶液在
ITO
导电玻璃上旋涂成膜，旋涂的转数为
2500
‑
3500 rpm
，时间为
20
‑
40 s
，功能层薄膜表面是连续平整的无定形薄膜，最后置于烘箱中固化干燥
50
‑
70 min
，固化温度为
75
‑
85℃
；
80℃
退火1个小时，
MEH
‑
PPV
层的厚度为
20
‑
30 nm
；
(5)
将成膜好的
ITO
导电玻璃放进真空蒸镀设备中，控制真空室内压强为5×
10
‑
4 Pa
，开始蒸镀金属
Ag
电极，银厚度为
30
‑
40 nm
，所述
Ag
电极和
ITO
成垂直交错的条状
Ag
电极；
(5)
蒸镀结束，在真空仓中待金属电极冷却至室温，制得神经突触仿生光电忆阻器
。
[0011]进一步的，所述条状
ITO
和条状
Ag
电极是通过使用阴影掩模版控制形状
。
[0012]本专利技术和现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
1.
本专利技术所提供的缓变神经突触仿生光电忆阻器的
MEH
‑
PPV
层采用溶液旋涂法制备，具有好的可持续性
、
溶解性好
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种神经突触仿生光电缓变忆阻器，其特征在于，缓变忆阻器的器件结构是交叉结构，在导电玻璃上由下而上依次包括底电极
、
功能层和顶电极三个部分，所述的功能层是聚
[2
‑
甲氧基
‑5‑
(2
‑
乙基己氧基
)
‑
1,4
‑
苯乙炔
]MEH
‑
PPV
层；所述底电极为氧化铟锡
ITO
，所述顶电极为
Ag
，所述
MEH
‑
PPV
层是连续平整的无定形薄膜
。2.
根据权利要求1所述神经突触仿生光电缓变忆阻器，其特征在于，所述氧化铟锡是条状，所述银是与其垂直交错条状
。3.
根据权利要求2所述神经突触仿生光电缓变忆阻器，其特征在于，所述垂直交错条状的交叉电极面积为
10000
μ
m2‑
100000
μ
m2。4.
根据权利要求1所述神经突触仿生光电缓变忆阻器，其特征在于，所述的功能层为单层，双层或多层结构中的一种
。5.
根据权利要求1所述神经突触仿生光电缓变忆阻器，其特征在于，所述
Ag
的厚度为
30
‑
40 nm
，
MEH
‑
PPV
层厚度为
20
‑
30 nm
，
ITO
厚度为
120
‑
140nm。6.
一种神经突触仿生光电缓变忆阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
选择导电玻璃作为基底，在导电玻璃上生成一层条状
ITO
，厚度为
120
‑
140nm
，形成
ITO
导电玻璃，对
ITO
导电玻璃依次经过
ITO
清洗剂<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雯，王宇，周嘉，仪明东，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：