一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法，属于柔性电子学半导体微电子器件与人工智能的交叉领域，利用分子层/原子层沉积技术低温来制备具有良好模拟神经突触仿生功能的超低能耗柔性双层纳米薄膜忆阻器，所采用的分子层沉积和原子层沉积技术能够与微电子工艺兼容、适合大规模集成。本发明专利技术的忆阻器包括从下往上依次为衬底、底电极、忆阻功能层、顶电极；所述忆阻功能层由下层无机‑有机杂化薄膜和上层金属氧化物薄膜的双层纳米堆栈结构薄膜材料构成；所述的底电极为导电的高分子薄膜材料；本发明专利技术制备的柔性忆阻器具有良好神经突触仿生功能、超低能耗和优异弯折性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法
本专利技术属于柔性半导体微电子器件与人工智能的交叉领域，尤其涉及一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器及其制备方法。
技术介绍
忆阻器由于其具有存算融合、高的并行度、高能效与高密度集成等优点，是模拟大脑神经网络，突破传统计算机冯诺依曼架构，发展“类脑”计算机的重要候选器件。而且随着物联网的迅猛发展，衍生出的人工智能、云计算、可穿戴器件等正快速地改变着人类生活的方方面面，与此相关的柔性电子技术发展也方兴未艾。在柔性衬底上制备电子电路满足人们对相关设备或装置轻量化、柔韧性、可靠性、生物相容性的要求也越来越重要。因此发展用于柔性神经形态器件的忆阻器，成为当前“类脑计算”研究中一个至关重要且紧迫的任务。阻变忆阻器具有结构简单、集成密度高、操作速度快等优点，作为绝佳的仿生电子突触，可用于类脑神经网络计算。目前研究较多的阻变忆阻器，大多遵循导电细丝型的电阻转变机制，往往具有较大的操作电流，从而导致较大的能耗(>10pJ)。为了模拟人脑强大的功能，突触类忆阻器件的高密度和低能耗是极其重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，包括从下往上依次为柔性衬底、底电极、忆阻功能层、顶电极；所述忆阻功能层为双层纳米堆栈结构薄膜材料，所述忆阻功能层下层为无机-有机杂化薄膜，上层为金属氧化物薄膜；所述底电极为导电高分子薄膜材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，包括从下往上依次为柔性衬底、底电极、忆阻功能层、顶电极；所述忆阻功能层为双层纳米堆栈结构薄膜材料，所述忆阻功能层下层为无机-有机杂化薄膜，上层为金属氧化物薄膜；所述底电极为导电高分子薄膜材料。


2.根据权利要求1所述的模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，所述忆阻功能层下层无机-有机杂化薄膜的厚度为4nm～80nm，所述忆阻功能层上层金属氧化物薄膜的厚度为2nm～10nm。


3.根据权利要求1或2所述的模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，所述无机-有机杂化薄膜为金属基二元苯酚、二元羧酸或二元醇类杂化薄膜，所述金属氧化物薄膜为Al2O3、ZnO、TiO2、HfO2或ZrO2。


4.根据权利要求3所述的模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，所述二元苯酚为邻位二羟基苯酚、间位二羟基苯酚或对位二羟基苯酚，所述二元羧酸为二元饱和羧酸CnH2n-2O4或二元不饱和羧酸CnH2n-4O4，所述二元醇为二元饱和醇CnH2n+2O2。


5.根据权利要求4所述的模拟神经突触的超低能耗柔性薄膜忆阻器，其特征在于，所述二元饱和羧酸中4≤n≤10，所述二元不饱和羧酸中n＝4或5，所述二元饱和醇中2≤n≤10。


6.根据权利要求3所述的模拟神...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱东，刘畅，雷锦，吴迪，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32