本發(fā)明涉及微電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于TiO₂神經(jīng)仿生層的神經(jīng)仿生器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

在信息技術(shù)領(lǐng)域，減小存儲(chǔ)單元的面積是發(fā)展當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力。但是，在未來(lái)15 到20 年之內(nèi)，當(dāng)前的存儲(chǔ)技術(shù)將達(dá)到其物理極限，難以再進(jìn)一步發(fā)展。為了促使存儲(chǔ)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，需要找到一種新的發(fā)展方向。其一種可能的發(fā)展方向是從生物學(xué)仿生而來(lái)的認(rèn)知存儲(chǔ)，它不像當(dāng)前的存儲(chǔ)器只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)這種單一功能，而是像人的記憶一樣豐富多彩，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息處理以及最重要的認(rèn)知功能，如可適應(yīng)、學(xué)習(xí)、具有洞察力、新知識(shí)的構(gòu)建等等。這種認(rèn)知存儲(chǔ)的功能作為驅(qū)動(dòng)力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)需要利用具有認(rèn)知功能的器件搭建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此，開(kāi)發(fā)認(rèn)知存儲(chǔ)器這種具有認(rèn)知功能的微電子器件，就是目前行業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。

在認(rèn)知存儲(chǔ)器中，用作構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子突觸器件，是最基本的一種認(rèn)知存儲(chǔ)器。電子突觸器件如同神經(jīng)突觸，是不同神經(jīng)元之間的連接，具有用以表征神經(jīng)元之間連接強(qiáng)度的突觸權(quán)重，并且在不同的刺激下，突觸權(quán)重能進(jìn)行相應(yīng)的改變，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶的功能。然而，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，神經(jīng)突觸數(shù)目龐大，需要減小電子突觸器件的面積和功耗，才有可能構(gòu)建具有一定規(guī)模、一定認(rèn)知功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，人們通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)憶阻器這種新型的電子元器件具有類(lèi)似優(yōu)良的特性，其中憶阻器的記憶功能和可操控性和生物體神經(jīng)突觸有很高的相似性。人類(lèi)大腦中存在10¹¹-10¹⁴個(gè)神經(jīng)元，而連接這些神經(jīng)元的突觸數(shù)量則高達(dá)10¹⁵。神經(jīng)突觸由三部分組成：突觸前膜、突觸后膜以及兩膜間的窄縫——突觸間隙，其間距通常為20-40nm。在電信號(hào)刺激下，攜帶傳遞信息的神經(jīng)遞質(zhì)由突觸前神經(jīng)元通過(guò)突觸間隙單向傳輸?shù)酵挥|后神經(jīng)元。因此，突觸前后膜類(lèi)似于憶阻器的兩端金屬電極，而突觸間隙類(lèi)似于憶阻器的介質(zhì)層，其厚度約為數(shù)十納米。

突觸可塑性是生物體神經(jīng)突觸的最基本特性，突觸會(huì)隨著神經(jīng)元之間連接強(qiáng)度的強(qiáng)弱動(dòng)態(tài)的刺激或抑制信號(hào)，使得信號(hào)保持連續(xù)變化。這就要求器件能夠在施加電信號(hào)作用下，實(shí)現(xiàn)電阻值的漸變。憶阻器能夠模擬神經(jīng)突觸，最基本的依據(jù)是他們都有非線(xiàn)性電學(xué)性質(zhì)，即利用憶阻器兩類(lèi)電學(xué)性質(zhì)（變化迥異的高、低兩種電阻狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻緩變行為）應(yīng)用于神經(jīng)突觸的模擬中。但是，目前的仿生器件由于其采用的神經(jīng)仿生層材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致器件在施加電壓時(shí)存在高低阻態(tài)之間轉(zhuǎn)換連續(xù)性較差、器件的穩(wěn)定度較低以及電阻改變的重復(fù)性較低的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種基于TiO₂神經(jīng)仿生層的神經(jīng)仿生器件及其制備方法，以解決現(xiàn)有神經(jīng)仿生器件存在施加電壓時(shí)存在高低阻態(tài)之間轉(zhuǎn)換連續(xù)性較差、器件穩(wěn)定性較差等問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于TiO₂神經(jīng)仿生層的神經(jīng)仿生器件，包括Pt/Ti/SiO₂/Si襯底、在所述Pt/Ti/SiO₂/Si襯底的Pt膜上依次形成的神經(jīng)仿生層和Ag電極層；所述神經(jīng)仿生層從下而上依次包括：TiO₂膜層、第一TiO₂和Ag混合膜層、第二TiO₂和Ag混合膜層、第三TiO₂和Ag混合膜層；所述第一TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為9:1，所述第二TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為7:3，所述第三TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為6:4。

所述TiO₂膜層的膜厚為5-7nm，6所述第一TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為6-9nm、7所述第二TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為6-9nm、7所述第三TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為6-9nm。7所述神經(jīng)仿生層的厚度為23-34nm。

所述Ag電極層為均勻分布在所述神經(jīng)仿生層上的若干圓形電極；所述Ag電極層的厚度為50-200nm；

所述神經(jīng)仿生層采用磁控濺射的方法制備而成，所述第一TiO₂和Ag混合膜層、第二TiO₂和Ag混合膜層和第三TiO₂和Ag混合膜層采用磁控共濺射的方法制備而成。

本發(fā)明還提供了一種基于TiO₂神經(jīng)仿生層的神經(jīng)仿生器件的制備方法，包括以下步驟：

（a）將Pt/Ti/SiO₂/Si襯底依次在丙酮、酒精和去離子水中分別用超聲波清洗，然后取出用 N₂吹干；

（b）將清洗好的Pt/Ti/SiO₂/Si襯底固定到磁控濺射設(shè)備腔體的襯底臺(tái)上，并將腔體抽真空至1×10^-4-4×10^-4Pa；

（c）在腔體內(nèi)的兩個(gè)靶臺(tái)上分別放置TiO₂靶材和Ag靶材，向腔體內(nèi)通入Ar和O₂，調(diào)整接口閥使腔體內(nèi)的壓強(qiáng)維持在1-6Pa，用擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，打開(kāi)控制二氧化鈦靶材起輝的射頻源，調(diào)整射頻源功率為220-270W，使TiO₂靶材起輝，預(yù)濺射8-15min；打開(kāi)控制Ag靶材起輝的直流電源，調(diào)整直流電源的功率0.01-1W，使Ag靶材起輝，預(yù)濺射5-8min；

（d）預(yù)濺射完畢后，關(guān)閉控制Ag靶材起輝的直流電源，用擋板擋住Ag靶材，移去Pt/Ti/SiO₂/Si襯底前的擋板，TiO₂靶材開(kāi)始正式濺射，濺射時(shí)間為5-7min，在Pt/Ti/SiO₂/Si襯底的Pt膜上生長(zhǎng)TiO₂膜層，得TiO₂膜層；

（e）形成TiO₂膜層后，用擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，打開(kāi)控制Ag靶材起輝的直流電源，調(diào)整直流電源功率為0.2-0.3W，預(yù)濺射8-10min，移去Pt/Ti/SiO₂/Si襯底前的擋板和Ag靶材前的擋板，使TiO₂靶材和Ag靶材共濺射6-9min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為9:1，得第一TiO₂和Ag混合膜層；

（f）用擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，調(diào)節(jié)控制Ag靶材起輝的直流電源的功率升至1-1.4W，使TiO₂靶材和Ag靶材共濺射6-9min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為7:3，得第二TiO₂和Ag混合膜層；

（g）用擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，調(diào)節(jié)控制Ag靶材起輝的直流電源的功率升至2-2.5W，使TiO₂靶材和Ag靶材共濺射6-9min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為6:4，得第三TiO₂和Ag混合膜層；

（h）在形成第三TiO₂和Ag混合膜層后關(guān)閉射頻源和直流電源，泄壓后打開(kāi)磁控濺射腔體，在生長(zhǎng)有神經(jīng)仿生層的Pt/Ti/SiO₂/Si襯底上放置掩膜版，將磁控濺射設(shè)備腔體抽真空至1×10^-4-4×10^-4Pa；向腔體內(nèi)通入流量為20-30sccm的Ar，調(diào)整接口閥使腔體內(nèi)的壓強(qiáng)維持在1-6Pa，打開(kāi)控制Ag靶材起輝的直流源，調(diào)整直流源功率為8-11W，使Ag靶材起輝，預(yù)濺射4-6min；開(kāi)始正式濺射6-10min，在第三TiO₂和Ag混合膜層上形成Ag電極層。

步驟（c）中所述Ar和O₂的通入流量比為60-90sccm:40-60 sccm。

步驟（d）中控制TiO₂膜層的膜厚為5-7nm；步驟（e）中控制第一TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為5-7nm；步驟（f）中控制第二TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為6-9nm；步驟（g）中控制第三TiO₂和Ag混合膜層的膜厚為6-9nm。

步驟（h）所述的掩膜版上均布有直徑為80-120μm的圓形孔。

步驟（h）所述Ag電極層為均勻分布在所述神經(jīng)仿生層上的厚度為50-200nm的若干圓形電極。

本發(fā)明提供的神經(jīng)仿生器件設(shè)計(jì)為Pt/Ti/SiO₂/Si襯底、神經(jīng)仿生層和Ag電極層，并將神經(jīng)仿生層設(shè)計(jì)為特定材料和配比以及特定厚度的TiO₂膜層、第一TiO₂和Ag混合膜層、第二TiO₂和Ag混合膜層、第三TiO₂和Ag混合膜層；通過(guò)特定磁控濺射及磁控共濺射工藝處理，使Ag在整個(gè)神經(jīng)仿生層形成一種濃度漸變的狀態(tài)，從而得到了一種高阻態(tài)與低阻態(tài)之間能發(fā)生緩慢的變化、有多個(gè)穩(wěn)定的高低阻態(tài)且保持良好特性、可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)仿生要求的神經(jīng)仿生器件。本發(fā)明所制備的器件其兩端分別作為兩個(gè)輸入端，分別為突觸前刺激和突觸后刺激，能根據(jù)突觸前刺激和突觸后刺激的時(shí)間差而改變電阻，能夠模仿生物突觸的特性，在施加不同方向脈沖的刺激下改變其電阻的阻值并呈現(xiàn)特定的電阻變化方向，其高低阻態(tài)會(huì)發(fā)生緩慢變化，且范圍穩(wěn)定；出現(xiàn)多個(gè)穩(wěn)定阻態(tài)并具有良好的保持特性，在重復(fù)施加電脈沖刺激的情況下，能夠記住改變的狀態(tài)，高低阻轉(zhuǎn)化的重復(fù)性高，是一種性能更為穩(wěn)定、應(yīng)用前景更為廣闊的神經(jīng)仿生器。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提供的神經(jīng)仿生器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中用于制備神經(jīng)仿生器件的磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是對(duì)比例1所制備的神經(jīng)仿生器件電流-電壓變化狀態(tài)圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件電流-電壓變化狀態(tài)圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件在施加正脈沖得到的電阻和脈沖的關(guān)系變化結(jié)果圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件在施加負(fù)脈沖得到的電阻和脈沖的關(guān)系變化結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面實(shí)施例用于進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明所提供的神經(jīng)仿器件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括最底層的Pt/Ti/SiO₂/Si襯底1、襯底1上的神經(jīng)仿生層2，神經(jīng)仿生層2上的Ag電極層3。其神經(jīng)仿生層2位于襯底1的Pt膜層上。

其中神經(jīng)仿生層2由四層膜層依次疊加構(gòu)成，由下至上依次為膜厚為5-7nm的TiO₂膜層21，膜厚為6-9nm的第一TiO₂和Ag混合膜層22、膜厚為6-9nm的第二TiO₂和Ag混合膜層23、膜厚為6-9nm的第三第一TiO₂和Ag混合膜層24，其中第一TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為9:1，第二TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為7:3，第三TiO₂和Ag混合膜層中TiO₂和Ag的體積比為6:4；其神經(jīng)仿生層2的總厚度控制在23-34nm范圍內(nèi)。第一、第二和第三TiO₂和Ag混合膜層采用磁控共濺射的方法制備而成。

Ag電極層3的厚度可以在50-200nm范圍內(nèi)；Ag電極層3為均勻分布在所述神經(jīng)仿生層上的若干直徑為80-120μm的圓形電極。

實(shí)施例2

本發(fā)明所提供的神經(jīng)仿生器件的制備方法包括如下步驟：

一、在襯底上形成神經(jīng)仿生層

（1）準(zhǔn)備襯底

選擇Pt/Ti/SiO₂/Si作為襯底，然后將Pt/Ti/SiO₂/Si襯底放在丙酮中用超聲波清洗10min，然后在放入酒精中用超聲波清洗10min，再用夾子取出放入去離子水中用超聲波清洗5min，最后取出，用N₂吹干。

（2）將襯底放入腔體并抽真空

采用如圖2所示的磁控濺射設(shè)備，打開(kāi)磁控濺射設(shè)備腔體4，拿出壓片臺(tái)7，用砂紙打磨去掉表面污漬，用丙酮清洗打磨下來(lái)的廢物和表面附著的有機(jī)物，用酒精最后擦拭干凈。將清洗好的Pt/Ti/SiO₂/Si襯底放在壓片臺(tái)7上壓片，壓片時(shí)保證Pt/Ti/SiO₂/Si襯底穩(wěn)固壓在壓片臺(tái)7上并且壓平，保證濺射時(shí)候生長(zhǎng)薄膜均勻。將整理好的壓片臺(tái)7放入腔體4內(nèi)的襯底臺(tái)8上，固定好后關(guān)閉腔體4，對(duì)腔體4抽真空至2×10^-4Pa。

（3）通入氣體

在腔體4內(nèi)的壓片臺(tái)7的下方設(shè)置有兩個(gè)靶臺(tái)5，靶臺(tái)5上放置有靶材6。本發(fā)明中兩個(gè)靶臺(tái)上所放置的靶材分別為二氧化鈦（TiO₂）靶材和銀（Ag）靶材。二氧化鈦靶材由磁控濺射設(shè)備腔體外的射頻源來(lái)控制其起輝，銀靶材由磁控濺射設(shè)備腔體外的直流源來(lái)控制其起輝。在銀靶材的上方設(shè)置有可對(duì)銀靶材進(jìn)行遮擋的第一擋板，在Pt/Ti/SiO₂/Si襯底的下方設(shè)置有可對(duì)Pt/Ti/SiO₂/Si襯底進(jìn)行遮擋的第二擋板。第一擋板和第二擋板均可由磁控濺射設(shè)備腔體外的相應(yīng)按鈕來(lái)控制其旋轉(zhuǎn)。

首先用第二擋板將Pt/Ti/SiO₂/Si襯底擋住，通過(guò)充氣閥9向腔體4內(nèi)通入流量比為50sccm : 25sccm的Ar和O₂，調(diào)整接口閥使腔體內(nèi)的壓強(qiáng)維持在3-4Pa，打開(kāi)控制二氧化鈦靶材起輝的射頻源，調(diào)整射頻源功率為250W，使二氧化鈦靶材起輝，預(yù)濺射10min；打開(kāi)控制Ag靶材起輝的直流電源，調(diào)整直流電源的功率0.01-1W，使Ag靶材起輝，預(yù)濺射5min。

（4）TiO₂膜層的形成

在預(yù)濺射之后，關(guān)閉控制Ag靶材起輝的直流電源，用擋板擋住Ag靶材，打開(kāi)第二擋板，開(kāi)始正式濺射6min，在Pt/Ti/SiO₂/Si襯底的Pt膜層上形成一層厚度為6nm的TiO₂膜層，即為T(mén)iO₂膜層。

（5）第一TiO₂和Ag混合膜層的形成

形成TiO₂膜層后，用第二擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，打開(kāi)控制Ag靶材起輝的直流電源，仍由第一擋板將銀靶材擋住，調(diào)整直流電源功率為0.26W，使銀靶材起輝，預(yù)濺射10min，之后移去第一擋板，再移去Pt/Ti/SiO₂/Si襯底前的第二擋板，使TiO₂靶材和Ag靶材共濺射7min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為9:1，得厚度為7nm的第一TiO₂和Ag混合膜層。

（6）第二TiO₂和Ag混合膜層的形成

在第一TiO₂和Ag混合膜層形成后，用第二擋板將Pt/Ti/SiO₂/Si襯底擋住，用第一擋板將銀靶材擋住，然后調(diào)整直流源功率為1.143W，然后打開(kāi)第一，第二擋板，之后使TiO₂靶材和Ag靶材共同濺射7min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為7:3，在第一TiO₂和Ag混合膜層上形成厚度為7nm的第二TiO₂和Ag混合膜層。

（7）第三TiO₂和Ag混合膜層的形成

在第二TiO₂和Ag混合膜層形成后，用第二擋板擋住Pt/Ti/SiO₂/Si襯底，用第一擋板將銀靶材擋住，調(diào)節(jié)控制Ag靶材起輝的直流電源的功率升至2.3W，然后打開(kāi)第一，第二擋板，使TiO₂靶材和Ag靶材共濺射7min，控制其TiO₂靶材和Ag靶材的共濺射體積比為6:4，在第二TiO₂和Ag混合膜層上形成厚度為7nm的第三TiO₂和Ag混合膜層。

二、在神經(jīng)仿生層上形成電極層

（1）關(guān)閉射頻源和直流電源，通過(guò)接口閥10泄壓，打開(kāi)磁控濺射設(shè)備腔體4，在Pt/Ti/SiO₂/Si襯底形成有神經(jīng)仿生層的第三TiO₂和Ag混合膜層上放置掩膜版，掩膜版上均勻密布有直徑為90μm的圓形孔。

（2）對(duì)腔體抽真空至2×10^-4Pa；腔體內(nèi)通入流量為25sccm的Ar，調(diào)整接口閥10使腔體內(nèi)的壓強(qiáng)維持在3-4Pa，打開(kāi)控制銀靶材起輝的直流源，調(diào)整直流源功率為10W，使銀靶材起輝，預(yù)濺射5min；之后正式濺射10min，在第三TiO₂和Ag混合膜層上形成Ag電極層，即制備了神經(jīng)仿生器件。

以上所述的實(shí)施方式是本發(fā)明所保護(hù)的制備方法中的任意一種實(shí)施例，其只要在權(quán)利要求及說(shuō)明書(shū)中所描述的工藝參數(shù)的范圍內(nèi)均可獲得本發(fā)明所要保護(hù)的神經(jīng)仿生器，且所制備的神經(jīng)仿生器件與本實(shí)施例所具有同樣或類(lèi)似的性能。

本發(fā)明是一種神經(jīng)仿生器件，具體的說(shuō)就是一種模擬神經(jīng)元之間連接的電子突觸功能的器件。所需要實(shí)現(xiàn)的突觸功能，具體為活動(dòng)時(shí)序依賴(lài)突觸可塑性功能，要求樣品的兩端作為兩個(gè)輸入，分別為突觸前刺激和突觸后刺激。我們通過(guò)施加不同幅值和寬度的脈沖可以控制這種憶阻器件的電阻，通過(guò)施加不同方向的脈沖可以控制這種憶阻器件電阻變化的方向，并且具有穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

對(duì)比例1

采用同樣設(shè)備及磁控濺射方法，在Pt/Ti/SiO₂/Si襯底的Pt膜上生長(zhǎng)了一層與本發(fā)明神經(jīng)仿生層一樣厚度的二氧化鈦薄膜，然后在二氧化鈦薄膜上長(zhǎng)了一層銀電極層，襯底及電極厚度與實(shí)施例2相同。該對(duì)比例中神經(jīng)仿生層的材料為二氧化鈦層，其僅神經(jīng)仿生層的材料與實(shí)施例2不同。

實(shí)施例3

將對(duì)比例1制備的神經(jīng)仿生器件施加電壓進(jìn)行掃描，其結(jié)果見(jiàn)圖3。在銀電極上施加一個(gè)從0 V到0.6 V然后在逐漸減小到0V，再?gòu)?V到-0.4 V然后在逐漸增加到0V連續(xù)變化的電壓進(jìn)行掃描，當(dāng)此電壓達(dá)到0.5V左右時(shí)，器件由高電阻態(tài)突然轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮钁B(tài)，并且神經(jīng)仿生器件的電阻保持在低電阻態(tài)，直至Ag電極層上施加負(fù)電壓減小到-0.24 V左右時(shí)，神經(jīng)仿生器件由低電阻態(tài)突然轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮钁B(tài)，并且器件一直保持在高電阻狀態(tài)，直到電壓掃描回到0V。

將實(shí)施例2制備的神經(jīng)仿生器件施加電壓進(jìn)行掃描，其結(jié)果見(jiàn)圖4。如圖4所示，在實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件的Ag電極層上施加一個(gè)從0 V到0.3 V然后在逐漸減小到0V，再?gòu)?V到-0.3 V然后在逐漸增加到0V連續(xù)變化的電壓進(jìn)行掃描，當(dāng)此電壓從0 V掃描到1 V時(shí)，器件電阻緩慢減小，當(dāng)從0.1 V掃描到0.16V左右時(shí)，器件由高電阻態(tài)快速轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮钁B(tài)，并且保持在低電阻態(tài)，直至Ag電極層上施加負(fù)電壓減小到-0.06 V左右時(shí)，神經(jīng)仿生器件由低電阻態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮钁B(tài)，并且器件一直保持在高電阻狀態(tài)，直到電壓掃描回到0V。通過(guò)將圖4與圖3的比較，我們發(fā)現(xiàn)這種神經(jīng)仿生器件的開(kāi)啟電壓（0.15 V），關(guān)閉電壓（-0.06 V）比沒(méi)有在中間介質(zhì)層摻雜銀的器件的開(kāi)啟電壓（0.5 V），關(guān)閉電壓（-2.3V）要低好多，有效的縮短了其開(kāi)啟電壓關(guān)閉電壓之間的區(qū)間。同時(shí)這種神經(jīng)仿生器件在開(kāi)啟電壓或關(guān)閉電壓附近時(shí)電阻變化比較緩慢，更有利于模擬神經(jīng)突觸的功能，而對(duì)比例1制備的器件，其電阻在開(kāi)啟電壓或關(guān)閉電壓附近時(shí)是突變的，不利于神經(jīng)突觸功能的模擬。

將實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件兩端作為兩個(gè)輸入，代表了突觸前刺激和突觸后刺激，對(duì)神經(jīng)仿生器件在施加正脈沖，得到的電阻和脈沖的關(guān)系變化結(jié)果如圖5所示。將實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件的Ag電極層上分別施加正脈沖步長(zhǎng)0.04V，脈寬為300ns，幅值分別為0.4V、0.6V、0.8V的波形，通過(guò)不斷的進(jìn)行脈沖掃描，使電阻逐漸減小，直到使電阻逐漸減小到低電阻態(tài)，并穩(wěn)定下去，不再隨脈沖掃描次數(shù)而變化。從圖中可以看到，在其他條件相同時(shí)，幅值不同，將器件從高電阻態(tài)調(diào)控到低電阻態(tài)所需的脈沖次數(shù)是不一樣的。施加的電壓幅值越大，將將器件從高電阻態(tài)調(diào)控到低電阻態(tài)所需的脈沖次數(shù)越少。

將實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件兩端作為兩個(gè)輸入，代表了突觸前刺激和突觸后刺激，對(duì)神經(jīng)仿生器件在施加負(fù)脈沖，得到的電阻和脈沖的關(guān)系變化結(jié)果如圖6所示。在實(shí)施例2所制備的神經(jīng)仿生器件的Ag電極層上施加步長(zhǎng)0.01V，脈寬為300ns，負(fù)脈沖幅值分別為為-0.4V、-0.6V、-0.8V的波形進(jìn)行掃描，使電阻逐漸增大到高電阻態(tài)，并穩(wěn)定下去，不再隨脈沖掃描次數(shù)而變化。圖中可以看到，在其他條件相同時(shí)，幅值不同，將器件從高電阻態(tài)調(diào)控到低電阻態(tài)所需的脈沖次數(shù)是不一樣的。施加的電壓幅值的絕對(duì)值越大，將將器件從低電阻態(tài)調(diào)控到高電阻態(tài)所需的脈沖次數(shù)越少。

以上所述的具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。