[发明专利]一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件及其制备方法和应用

说明书

本申请属于人工突触器技术领域，尤其涉及一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件及其制备方法和应用。本申请提供的一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件施加电压时的阈值电流为1mA，在施加电压幅值为2V，时间间隔为500ms的情况下，循环时间达到330s，且脉冲间隔在0.5‑3s均可实现响应，说明本申请提供的基于NiO/CuO异质结的人工突触器件具有低功耗，高响应速度以及耐受性好的特点，可以解决现有技术中人工突触器件功耗，响应速度以及耐受性有待提高的技术问题。

技术领域

本申请属于人工突触器件技术领域，尤其涉及一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件及其制备方法和应用。

背景技术

忆阻器是继电阻、电容、电感之后的第四种电路基本元件，能够直接刺激激发器件的突触和神经功能，即在电场作用下实现高电阻、低电阻状态的连续调节，这与神经突触的非线性传输特性高度相似，因此，忆阻器被认为是人工神经突触的理想选择，在人工神经网络系统的领域具有发展前景。

然而，现有忆阻器中的阻变材料常用的是单层的无机晶体材料或有机小分子材料，且功耗，响应速度以及耐受性有待提高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件及其制备方法和应用，以NiO/CuO异质结作为人工突触器件中的双层阻变材料，可以解决现有技术中人工突触器件功耗，响应速度以及耐受性有待提高的技术问题。

本申请第一方面提供了一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件，所述人工突触器件包括导电基片、NiO/CuO异质结以及顶电极；

所述NiO/CuO异质结覆盖在所述导电基片的上表面；

所述顶电极覆盖在所述NiO/CuO异质结的上表面。

优选的，所述导电基片包括FTO导电玻璃和/或ITO导电玻璃。

优选的，所述顶电极包括金、银、铜、铝中的任意一种或多种。

本申请第二方面提供了一种基于NiO/CuO异质结的人工突触器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在导电基体上表面沉积CuO，得到CuO/导电基底；

步骤2、在所述CuO/导电基底的上表面沉积NiO，得到NiO/CuO异质结/导电基底；

步骤3、在所述NiO/CuO异质结/导电基底的上表面沉积金、银、铜、铝中的任意一种或多种金属，得到所述人工突触器件。

优选的，步骤1、2、3中，所述沉积的方法包括真空蒸镀法、真空溅射镀法、真空离子镀法以及溶胶凝胶法中的任意一种。

优选的，所述真空溅射镀法的步骤包括：

步骤101、将铜或铜合金和导电基片分别放置在溅射腔室的负极和正极；

步骤102、对正极和负极施加高电压，使所述溅射腔室辉光放电，得到沉积在所述导电基片上表面的CuO薄膜。

需要说明的是，直流反应磁控溅射法是基于辉光放电原理的一种物理沉积制备氧化物半导体薄膜的方法，是指将靶材即半导体薄膜原料放在负极，基片放在正极，然后在稀薄的空气中施加高电压后，使电子在电场E的作用下飞向正极基片，电子在飞向正极基片的过程中与溅射腔室内的氩原子等惰性气体发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子，新电子飞向正极的基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，溅射的靶材粒子沉积在基片上形成薄膜。

优选的，所述溅射腔室的真空度为0.3～0.8Pa。

优选的，所述溅射腔室的射频电源功率为150～200W。