[发明专利]基于金属阳离子修饰黑磷的突触器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于金属阳离子修饰黑磷的突触器件，其特征在于，包括作为突触前端的背栅电极、依次设置在所述背栅电极上的隔离层和功能层、以及间隔设置在所述功能层上的作为基准电极的第一电极和作为突触后端的第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间形成的沟道结构暴露出部分所述功能层，所述功能层的材料包括金属阳离子修饰的黑磷薄片，所述功能层的厚度为5-30nm，所述第一电极和所述第二电极之间暴露出的所述功能层沿第一方向的长度为1-10μm，沿第二方向的长度为1-15μm，所述第一方向为垂直于所述第一电极和所述第二电极延伸方向的方向，所述第二方向为平行于所述第一电极和所述第二电极延伸方向的方向。

2.如权利要求1所述的突触器件，其特征在于，所述金属阳离子包括银离子、铁离子、金离子、镁离子、汞离子和锌离子中的至少一种。

3.如权利要求1所述的突触器件，其特征在于，所述金属阳离子通过阳离子-π键作用吸附在所述黑磷薄片的表面。

4.如权利要求1所述的突触器件，其特征在于，所述背栅电极的材质为硅，所述背栅电极的厚度为300-500μm，电阻率为1-10Ω·cm；所述隔离层的材质为二氧化硅，所述隔离层的厚度为200-500nm。

5.如权利要求1所述的突触器件，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的材质为金、钛、铝、铬、钨和镍中的至少一种。

6.如权利要求5所述的突触器件，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为由铬层和金层层叠形成的复合电极，其中，所述铬层与所述功能层接触，所述铬层的厚度为5-10nm，所述金层的厚度为20-80nm。

7.一种基于金属阳离子修饰黑磷的突触器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供背栅电极和设置在所述背栅电极上的隔离层；

将黑磷薄片转移到所述隔离层上；

在所述黑磷薄片上方以及未被所述黑磷薄片覆盖的隔离层上方旋涂光刻胶，经曝光和显影后，形成电极图案；

沉积电极材料，随后剥离光刻胶，形成间隔设置在所述黑磷薄片上的第一电极和第二电极，得到突触器件，所述第一电极和所述第二电极之间暴露出的所述黑磷薄片沿第一方向的长度为1-10μm，沿第二方向的长度为1-15μm，所述第一方向为垂直于所述第一电极和所述第二电极延伸方向的方向，所述第二方向为平行于所述第一电极和所述第二电极延伸方向的方向；

将所述突触器件置于含金属阳离子的溶液中浸泡0.2-2h，取出干燥后，得到基于金属阳离子修饰黑磷的突触器件。

8.如权利要求7所述的突触器件的制备方法，其特征在于，所述含金属阳离子的溶液中金属阳离子的浓度为1×10^-10-1×10^-4mol/L。