[发明专利]一种基于SiO2神经仿生层的神经仿生器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于SiO₂神经仿生层的神经仿生器件，包括Ag衬底、在Ag衬底上依次形成的神经仿生层和Ag电极层；神经仿生层从下而上依次包括：第一SiO₂膜层、Ag膜中间层、第二SiO₂膜层。同时，本发明还公开了该神经仿生器件的制备方法。本发明所制备的器件的两端分别作为两个输入端，分别为突触前刺激和突触后刺激，能根据突触前刺激和突触后刺激的时间差而改变电阻，能够模仿生物突触的特性，在施加不同电脉冲的刺激下改变其电阻的阻值，其高低阻态会发生缓慢变化，且范围稳定；出现多个稳定阻态并具有良好的保持特性，在重复施加电脉冲刺激的情况下，能够记住改变的状态，高低阻转化的重复性高，是一种性能更为稳定、应用前景更为广阔的神经仿生器件。

主权项

1.一种基于SiO2神经仿生层的神经仿生器件，其特征在于，包括Ag衬底、在所述Ag衬底上依次形成的神经仿生层和Ag电极层；所述神经仿生层从下而上依次包括：第一SiO2膜层、Ag膜中间层、第二SiO2膜层；其制备方法包括以下步骤：（a）将Ag衬底依次在去离子水、丙酮和酒精中分别用超声波清洗，然后取出用 N2吹干；（b）将清洗好的Ag衬底固定到磁控溅射设备腔体的衬底台上，并将腔体抽真空至1×10‑4‑4×10‑4Pa；（c）在腔体内的射频靶台上放置SiO2靶材，直流靶台上放置Ag靶材，向腔体内通入Ar和O2，调整接口阀使腔体内的压强维持在1‑6Pa，打开控制SiO2靶材起辉的射频源，调整射频源功率为100‑200W，使SiO2靶材起辉，预溅射8‑15min；（d）预溅射完毕后，开始正式溅射，在Ag衬底上生长SiO2膜层，正式溅射时间为25‑30min，得第一SiO2膜层；（e）将SiO2靶材的射频源关掉，并将腔体抽真空至1×10‑4‑4×10‑4Pa，衬底加热至400℃，打开控制Ag靶材的直流电源，调整射频源功率为8‑11W，使Ag靶材起辉，预溅射8‑15min，开始正式溅射，在第一SiO2膜层上生长Ag膜层，正式溅射时间为4‑8s，得Ag膜中间层；（f）将Ag靶材的直流电源关掉，保持衬底温度为400℃，打开控制SiO2靶材起辉的射频源，调整直流源功率为130‑170W，使SiO2靶材起辉，预溅射8‑15min，开始正式溅射，在Ag膜中间层上生长SiO2膜层，正式溅射时间为25‑35min，得第二SiO2膜层；（g）在形成第二SiO2膜层后的Ag衬底上放置掩膜版，将磁控溅射设备腔体抽真空至1×10‑4‑4×10‑4Pa；向腔体内通入流量为20‑30sccm的Ar，调整接口阀使腔体内的压强维持在1‑6Pa，打开控制Ag靶材起辉的直流源，调整直流源功率为8‑11W，使Ag靶材起辉，预溅射4‑6min；开始正式溅射6‑10min，在第二SiO2膜层上形成Ag电极层。