The invention provides the preparation method and tactile learning of self-powered multi-grid artificial synaptic transistor, which includes friction nano-generator and artificial synaptic transistor device; power supply wires are drawn at the upper and lower electrodes of friction nano-generator; leakage electrodes of artificial synaptic transistor device are output terminals; source electrodes and gate signal input terminals; The source electrode and the gate are respectively connected with the power supply wire drawn from the friction nano-generator; the input signal of the signal input terminal is the voltage generated by the friction nano-generator, and the output signal of the synaptic transistor is the channel current read through the drain electrode; the present invention has a power supply module, which can realize the basic logic operation function, and each self-supply input gate has a digital filter. Wave function.
【技术实现步骤摘要】
自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法和触觉学习
本专利技术涉及半导体器件
,尤其是自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法和触觉学习。
技术介绍
随着大数据时代的到来,用来模拟人脑的集感知、学习和存储于一体的人工智能被提出,然而传统的冯·诺依曼配置中的计算模块和存储器单元的物理分离的限制使其需要高能耗,而大脑在处理大规模并行信息期间的每个突触事件仅消耗1-100fJ。所以,发展一种可以模拟人脑的突触器件显得至关重要。最初用来模拟突触功能的是CMOS器件,但是难以将CMOS电路做到与大脑相当的尺寸,并且它们比生物突触消耗更多的能量。因此,目前迫切需要发展具有低功耗或自供电的人工突触装置来模拟人脑。
技术实现思路
本专利技术提出自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法和触觉学习,自带供电模块,能实现基本的逻辑运算功能,并且每个自供电输入栅极都具有数字滤波功能。本专利技术采用以下技术方案。自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,所述自供电多栅极人工突触晶体管包括摩擦纳米发电机和人工突触晶体管装置;所述摩擦纳米发电机包括下基板(100)、下电极(110)、介质层(120)、上电极(130)和上基板(140),所述下电极设于下基板上;所述介质层设于下电极上;所述上电极设于上基板上,上电极、下电极处均引出供电导线;所述人工突触晶体管装置包括衬底(150)、栅介质层(160)、有机半导体层(170)、源电极(190)和漏电极(180);所述栅介质层设于衬底上,所述有机半导体层设于栅介质层上,栅介质层处设有栅极电极,所述源电极和漏电极分别设于有机半导体层上的两端;所述人工突触晶体 ...
【技术保护点】
1.自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,其特征在于:所述自供电多栅极人工突触晶体管包括摩擦纳米发电机和人工突触晶体管装置;所述摩擦纳米发电机包括下基板(100)、下电极(110)、介质层(120)、上电极(130)和上基板(140),所述下电极设于下基板上;所述介质层设于下电极上;所述上电极设于上基板上,上电极、下电极处均引出供电导线;所述人工突触晶体管装置包括衬底(150)、栅介质层(160)、有机半导体层(170)、源电极(190)和漏电极(180);所述栅介质层设于衬底上,所述有机半导体层设于栅介质层上,栅介质层处设有栅极电极,所述源电极和漏电极分别设于有机半导体层上的两端;所述人工突触晶体管装置的漏电极为输出端;源电极和栅极为信号输入端;源电极、栅极分别与摩擦纳米发电机引出的供电导线相连;信号输入端接受的输入信号为摩擦纳米发电机产生的电压,该突触晶体管的输出信号为经漏电极读取的沟道电流。
【技术特征摘要】
1.自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,其特征在于:所述自供电多栅极人工突触晶体管包括摩擦纳米发电机和人工突触晶体管装置;所述摩擦纳米发电机包括下基板(100)、下电极(110)、介质层(120)、上电极(130)和上基板(140),所述下电极设于下基板上;所述介质层设于下电极上;所述上电极设于上基板上,上电极、下电极处均引出供电导线;所述人工突触晶体管装置包括衬底(150)、栅介质层(160)、有机半导体层(170)、源电极(190)和漏电极(180);所述栅介质层设于衬底上,所述有机半导体层设于栅介质层上,栅介质层处设有栅极电极,所述源电极和漏电极分别设于有机半导体层上的两端;所述人工突触晶体管装置的漏电极为输出端;源电极和栅极为信号输入端;源电极、栅极分别与摩擦纳米发电机引出的供电导线相连;信号输入端接受的输入信号为摩擦纳米发电机产生的电压,该突触晶体管的输出信号为经漏电极读取的沟道电流。2.根据权利要求1所述的自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,其特征在于:所述人工突触晶体管装置的源电极接地;所述源电极与摩擦纳米发电机下电极引出的供电导线相连;所述栅极电极与摩擦纳米发电机上电极引出的供电导线相连;所述输出信号为向漏电极施加突触晶体管装置的工作电压后读取的沟道电流;所述沟道电流的大小只受到摩擦纳米发电机产生的电压脉冲的影响。3.根据权利要求1所述的自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,其特征在于:所述人工突触晶体管装置的制备方法包括摩擦纳米发电机制备和人工突触晶体管装置制备;所述摩擦纳米发电机制备包括以下步骤;A1、把两块大小约为2cm×2cm的PET基板清洗干净,作为摩擦纳米发电机的上基板、下基板;A2、利用磁控溅射在已经清洗干净的基板上溅射金属形成为摩擦纳米发电机的上电极、下电极;A3、用胶头滴管取充分混合的PDMS溶液旋涂在步骤A3溅射处理所得的下电极上,旋涂速度为1000rpm/min,时间为60s;旋涂完后在120°下退火2h,形成厚度为100um的介质层,得到摩擦纳米发电机;所述人工突触晶体管装置制备包括以下步骤;B1、把大小约为1.5cm×1.5cm带有100nmSiO2的硅片分别在丙酮和异丙醇中分别超声清洗十分钟后,用去离子水洗净然后氮气吹干后作为人工突触晶体管装置的衬底;B2、用1ml注射器取充分溶解的离子凝胶溶液旋涂在步骤B1洗净的衬底上;旋涂速度为4000rpm/min,时间为60s;旋涂完后在真空箱中真空退火10h,退火温度为120℃;得到栅介质层;B3、将半导体聚合物材料PDVT-10以10mg/ml的配比溶解于三氯甲烷溶剂中,以此溶液为有机半导体层材料采用旋涂方式制备在步骤B2中所得的离子凝胶上;旋涂速度为1000rpm/min,时间为60s,然后在150℃下退火10min,得到厚度为100nm的有机半导体层薄膜,即为有机半导体层;B4、采用真空蒸发沉积的方式利用专用掩膜板在步骤B3中所得的有机半导体层上溅射出宽为1mm,厚度为50nm的金作为源、漏电极,得到人工突触晶体管装置。4.根据权利要求3所述的自供电多栅极人工突触晶体管的制备方法,其特征在于:所述摩擦纳米发电机的上、下基板的尺寸均为2cm...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈惠鹏,刘亚倩,郭太良,钟建峰,李恩龙,杨辉煌,汪秀梅,赖登晓,
申请(专利权)人:福州大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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