[发明专利]一种基于Ti3

说明书

本发明为一种基于Ti₃C₂‑MXene/电解质结构的人工突触器件的制备方法。该方法包括如下步骤：1)用异丙醇热蒸汽熏蒸衬底表面；2)将Ti₃C₂‑MXene分散液于所得的硅衬底上，旋涂，退火后获得Ti₃C₂‑MXene薄膜；3)在Ti₃C₂‑MXene薄膜构筑聚合物电解质薄膜：4)在聚合物电解质薄膜的表面上蒸镀金属电极，制备得到基于Ti₃C₂‑MXene的两端人工突触电子器件；本发明得到的Ti₃C₂‑MXene薄膜本身能够收纳多种类的碱金属离子，可以调节器件在脉冲作用后的突触后电流，特别是可以通过Ti₃C₂‑MXene/电解质结构的突触器件实现更为灵敏的脉冲响应。

技术领域

本发明属于电子器件领域，特别涉及两端人工突触电子器件。

背景技术

人脑由近千亿个神经元经生物突触相互连接而成的神经网络构成的。基本的神经元由树突、细胞体以及轴突三部分组成，而在庞大的神经网络中，突触通常形成于前神经元轴突和后神经元细胞体或树突之间的一个宽约20-40nm的间隙，是各神经元之间结构和功能上的连接部位，负责信息的传递和处理。突触间隙连接的紧密程度会被前突触脉冲影响，突触的这种性质被称为可塑性。突触的可塑性按照时间尺度分类为短程可塑性和长程可塑性，它们被认为是学习记忆活动的细胞水平的生物学基础。其中，兴奋性突触后电流(excitatory post-synaptic current，EPSC)和双脉冲易化(paired-pulsefacilitation，PPF)是比较典型的突触可塑性。突触的可塑性在神经信号传递中起着至关重要的作用。通过对神经科学、物理学、化学、材料科学与工程等的跨学科研究，科学家发现制备出具有类突触功能性的电子器件，即人工突触器件。寻找合适的活性层材料以及简单的制备方法对人工突触电子器件进行可塑性模拟已经成为当前研究的一个重要方向。而且，人工突触器件具有灵敏的脉冲响应也是值得关注的。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种基于Ti₃C₂-MXene/电解质结构的人工突触器件的制备方法。该方法首次将Ti₃C₂-MXene材料应用到人工突触上，构建了 Ti₃C₂-MXene/电解质两端结构的人工突触器件；并通过选择合适的聚合物电解质以及电解质旋涂时的退火温度的选择，能够实现Ti₃C₂-MXene/电解质结构的人工突触对脉冲电压的灵敏响应。

本发明采用的技术方案是：

一种基于Ti₃C₂-MXene/电解质结构的人工突触器件的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)将衬底经丙酮和异丙醇(IPA)依次超声清洗；再用异丙醇热蒸汽熏蒸衬底表面5秒～3分钟，然后用N₂将其表面吹干；衬底为硅衬底、导电玻璃基底或不锈钢基底；

2)将Ti₃AlC₂刻蚀、洗涤、干燥以后得到的粉末加入到溶剂中，在磁力搅拌下形成质量分数为5-50％的溶液，然后经过转速为1000～4000rpm的离心分离，离心时间3～5分钟，离心后取上层清液作为Ti₃C₂-MXene分散液；