一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法技术

本发明专利技术涉及磁相变材料技术领域，尤其涉及一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，通过对一级磁相变材料进行温度调控或电场调控，调节其输运性能和磁电阻效应，模拟人工突触的信息传递功能；电场调控包括离子液体电压调控和铁电衬底的电场调控。本发明专利技术通过多种方法进行调节一级磁相变薄膜材料的输运特性与磁电阻效应，可以实现电阻值随着连续的温度变化而逐渐变化的忆阻行为；此外磁相变材料在磁场中磁矩的翻转可模拟突触的记忆信息传递，有效扩展了应用前景，有望代替氧化物、二维材料制作人工突触器件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法
本专利技术涉及磁相变材料
，尤其涉及一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法。
技术介绍
当前，人类社会正由信息化向智能化演进。智能化社会需要高效智能的信息处理系统对数据信息进行有效的甄别，处理和决策。随着数据信息的迅速膨胀，基于冯诺依曼架构的传统数字计算机，其数据处理与存储分离结构限制了其工作效率，同时带来巨大功耗，无法满足当今大数据时代计算的复杂性的需求，正面临着严峻的挑战。同时，也阻碍了深度学习神经网络的进一步发展。未来计算机的发展方向和目标是能够像人脑一样实现对信息进行学习，保存和灵活处理的智能计算机。我们知道人脑控制着人类所有复杂活动，大脑神经元间的信息传递依赖于突触结构。借鉴人脑神经突触结构，构造结构简单、低功耗、高阻态连续可调的非易失性存储器并模拟人工神经突出，是实现类脑神经形态计算中至关重要的一步。在自然模态数据的处理和交互上，人工突触模式已经被证明比传统计算机更适用，并且可以有效进行多种模态间的信息传递。未来我们期待的听觉、视觉等多模态交互计算机，很可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，通过对一级磁相变材料进行温度调控或电场调控，调节其输运性能和磁电阻效应，模拟人工突触的信息传递功能；电场调控包括离子液体电压调控和铁电衬底的电场调控。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，通过对一级磁相变材料进行温度调控或电场调控，调节其输运性能和磁电阻效应，模拟人工突触的信息传递功能；电场调控包括离子液体电压调控和铁电衬底的电场调控。


2.根据权利要求1所述的一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，离子液体电压调控的方法为：
（1）在一级磁相变材料薄膜上表面覆盖由电子束蒸发制备的氧化物栅薄膜；
（2）在氧化物栅薄膜覆盖层顶部的滴5~10μL离子液体作为电解质；
（3）通过控制外加栅电压调控离子的迁移和分布情况来模拟人工突触间的竞争与协作行为。


3.根据权利要求2所述的一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，
步骤（1）中，所述氧化物栅薄膜的层厚为1.5~3nm；所述氧化物栅薄膜为的GdOx或HfO2；
步骤（2）中，所述离子液体选自羟基基团的离子液体、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体、1-丙基（三甲氧基）硅烷-1-甲基哌啶鑰氯化物离子液体、N，N-二乙基1-N-（2-甲氧基乙基1）-N-甲基铵和双（三氟甲基磺基1）-酰亚胺离子液体中的一种；
步骤（3）中，外加栅电压的范围为0~10V。


4.根据权利要求1所述的一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，铁电衬底的电场调控的方法为：
（a）将一级磁相变材料沉积于铁电衬底上，形成一级磁相变材料薄膜，在其表面镀3~5nm的防氧化层；
（b）在铁电衬底背部溅射底电极，将一级磁相变材料薄膜作为顶电极；
（c）在铁电衬底的厚度方向施加0~500V的电场，利用逆压电效应使铁电衬底内产生面内应变，控制磁相变过程中磁矩的翻转，实现输运性能的调控。


5.根据权利要求4所述的一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，
步骤（a）中，所述防氧化层选自钽、铝、钛、银和金中的一种；
步骤（b）中，所述底电极的材料选自钽、铝、钛、银和金中的一种。


6.根据权利要求4所述的一种基于一级磁相变材料的电阻效应模拟人工突触的方法，其特征在于，步骤（c）中，通过改变电场的方向和大小，在一级磁相变材料薄膜中获得稳定的高/低两种阻态，控制磁相变过程中磁矩的翻转，模拟人工突触的记忆信...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓宇，闫亚新，温嘉红，李领伟，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33