[发明专利]光子忆阻器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种光子忆阻器及其制造方法，属于光子学技术领域。本发明的光子忆阻器，包括：基板；光双稳层，形成于基板上表面，光双稳层包括第一二维晶体材料单元和第二二维晶体材料单元，所述第一二维晶体材料单元具有第一还原态，所述第二二维晶体材料具有第二还原态，所述第一还原态不同于所述第二还原态。光子忆阻器的光双稳层能以光子为信号载体进行数据传输，相对于以电信号为载体的电子忆阻器而言，提高了数据传输的速度，且功耗低，便于集成应用。

技术领域

本发明涉及光子学技术领域，尤其涉及一种光子忆阻器及其制造方法。

背景技术

由于电子忆阻器电导率的历史响应与神经突触的可塑性相近，因此电子忆阻器大量应用于人工神经突触。最初的电子忆阻器需与CMOS(全称：Complementary Metal OxideSemiconductor，中文：互补金属氧化物半导体)技术结合应用于人工神经突触与人工神经网络中。目前的全电子忆阻器以电子为信号载体可直接应用于人工神经突触与人工神经网络中，无需使用传统的晶体管。然而，随着科学技术的不断发展，用户更加青睐对智能终端使用，因此对于数据计算速度以及存储能力的要求越来越高，现有的全电子忆阻器已无法有效的满足用户对计算速度的要求，且全电子忆阻器需要消耗电能，耗能较高。

发明内容

针对上述问题，现提供一种旨在可提高计算速度且耗能低的光子忆阻器及其制造方法。

本发明提供了一种光子忆阻器，包括：

基板；

光双稳层，形成于所述基板上表面，所述光双稳层包括第一二维晶体材料单元和第二二维晶体材料单元，所述第一二维晶体材料单元具有第一还原态，所述第二二维晶体材料具有第二还原态，所述第一还原态不同于所述第二还原态。

优选的，所述第一还原态为部分还原态，所述第二还原态为完全还原态。

优选的，所述第二二维晶体材料单元形成于两个所述第一二维晶体材料单元之间。

优选的，所述基板采用硅、二氧化硅、硅酸钠或硅酸钙。

优选的，所述基板的厚度在1um至1mm之间。

优选的，所述第一二维晶体材料单元包含二维晶体材料和氧基团。

优选的，所述氧基团包括羟基、环氧基、羧基和羰基中的至少一种。

优选的，所述光双稳层的厚度在3nm至100um之间。

优选的，所述第一二维晶体材料单元和/或第二二维晶体材料单元为纳米晶体材料。

优选的，所述第一二维晶体材料单元和/或第二二维晶体材料单元为半导体纳米晶体材料。

本发明还提供了一种制造光子忆阻器的方法，包括：

在基板上形成氧化二维晶体材料层；

对所述氧化二维晶体材料层进行还原，形成具有第一还原态的第一二维晶体材料单元；

对所述第一二维晶体材料单元的部分区域进行还原，形成具有第二还原态的第二二维晶体材料单元；所述第一还原态不同于所述第二还原态；

所述第一二维晶体材料单元和所述第二二维晶体材料单元构成光双稳层。

优选的，对所述氧化二维晶体材料层进行还原，形成具有第一还原态的第一二维晶体材料单元，包括：

采用激光或紫外线照射所述氧化二维晶体材料层进行部分还原，以形成第一二维晶体材料单元。

优选的，对所述二维晶体材料单元的部分区域进行还原，形成具有第二还原态的第二二维晶体材料单元，包括：