[发明专利]一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，包括衬底，所述衬底设置有纳米发电机和有机突触晶体管；所述有机突触晶体管包括源电极、漏电极、栅电极、沟道层和栅介质层，所述栅电极、源电极和漏电极位于所述衬底上，所述栅介质层位于所述源电极、漏电极和沟道层之上；所述纳米发电机自下到上分别为下电极、介电层、上电极和上基板，所述下电极为所述栅电极，所述介电层为微纳结构力敏薄膜。本发明具有功耗低、体积小、便于制备的优点。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统及其制备方法。

背景技术

土在实现人工触觉感知的过程中，随着传感器数量的增加，会产生各种各样的问题：如复杂的布线，高功耗，和由大量数据造成的缓慢信号处理，脉冲神经网络技术为实现人工触觉感知，提供了一种方案，这种技术在低功耗的情况下模拟了大脑处理大量并行信号的能力，将来自传感器的模拟信号转换成数字信号，这种信号在传输过程中受噪声影响较小，能耗也较低，还可以用来与神经元直接交流，通常，利用触觉传感器来模拟皮肤的感受器，利用模数转换电路把触觉传感器的模拟信号转化成数字信号来模拟动作电位，再利用突触晶体管来模拟突触行为，传统的人工传入神经系统通常需要额外的脉冲转化电路和电源，这使得布线复杂化，产生额外的功耗，因此这个问题亟待解决。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种功耗低、体积小、便于制备的基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统，该柔性人工传入神经系统包括衬底、纳米发电机和有机突触晶体管；所述纳米发电机与所述有机突触晶体管之间电性连接；

所述有机突触晶体管包括源电极、漏电极、栅电极、沟道层和栅介质层，所述栅电极、源电极和漏电极位于所述衬底上，所述栅介质层位于所述源电极、漏电极和沟道层之上；

所述纳米发电机包括自下到上安装在所述栅电极上的介电层、上电极和上基板，所述介电层为微纳结构力敏薄膜。

优化的，所述微纳结构力敏薄膜的量级为微纳尺度，其中微纳结构包括栅格结构、金字塔结构和柱状结构。

优化的，有机突触晶体管所述源电极和漏电极均为叉指电极，其中所述源电极接地，所述漏电极为有机突触晶体管的输出端。

优化的，所述栅电极包括至少两个。

优化的，所述沟道层的电流为输出信号，所述沟道层为有机半导体材料。

一种基于微纳结构力敏薄膜的柔性人工传入神经系统制备方法，该柔性人工传入神经系统的制备方法包括以下步骤：

S1：取PET基板作为人工传入神经系统的衬底；

S2：将源极、漏极和栅极通过掩膜板安装在S1中清洗过的PET基板上；

S3：制备沟道层；

S4：对沟道层进行表面亲水处理；

S5：制备栅介质层；

S6：制备微纳结构力敏薄膜作纳米发电机的介电层；

S7：制备纳米发电机的上电极。

优化的，步骤S1中衬底的具体制作步骤包括：

A1：取基板利用去离子水清洗；

A2：将清洗过的基板在酒精中进行超声清洗；

A3：将A2中的基板在丙酮中超声清洗：

A4：用氮气枪进行吹干。