[发明专利]一种离子型两端仿生忆阻器件及其制备方法

权利要求书

1.一种离子型两端仿生忆阻器件，其特征在于，

包括：

衬底；

底层电极，形成在所述衬底上，以一定间隔沿第一方向平行排列，作为忆阻器的一端；

离子凝胶，形成在所述底层电极上，作为忆阻器的功能层；

顶层电极，形成在所述离子凝胶上，以一定间隔沿第二方向平行排列，与底层电极呈交叉阵列结构，作为忆阻器的另一端，

其中，忆阻器的两端分别对应着突触前端与突触后端，忆阻器的功能层对应突触间隙，利用离子凝胶中离子的可扩散性模拟类脑神经突触中的离子迁移，实现导电通道的信息传递，模拟类似生物体中的离子通道作用，完成神经突触权重调制过程。

2.根据权利要求1所述的离子型两端仿生忆阻器件，其特征在于，

通过对顶层电极施加连续的脉冲刺激，以忆阻器的电导状态作为突触权重，完成神经突触权重调制过程，

当在顶层电极施加正向脉冲时，忆阻器中离子会在电压的激励下向底层电极移动并积累，最终在底层电极和顶层电极连接成为导电的通道，实现突触权重的增强作用；

当在顶层电极施加负向脉冲时，离子形成的导电通道被破坏，离子的分布更加无序，从而导致器件的电导变小，实现突触权重的抑制作用。

3.根据权利要求1所述的离子型两端仿生忆阻器件，其特征在于，

所述离子凝胶中凝胶溶质离子是生物体中存在的重要元素离子，凝胶溶剂是可溶解所述溶质离子且不与之发生反应的有机物。

4.根据权利要求3所述的离子型两端仿生忆阻器件，其特征在于，

所述凝胶溶质离子是Li⁺、Na⁺、Ca²⁺、K⁺中的一种或其组合，所述凝胶溶剂是PEO、PI、PVA、PVP中的一种或其组合。

5.根据权利要求4所述的离子型两端仿生忆阻器件，其特征在于，

所述离子凝胶为LiClO₄/PEO混合凝胶。

6.一种离子型两端仿生忆阻器件制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

在衬底上形成以一定间隔沿第一方向平行排列的底层电极，作为忆阻器的一端；

在所述底层电极上形成离子凝胶，作为忆阻器的功能层；

在所述离子凝胶上形成以一定间隔沿第二方向平行排列的顶层电极，与所述底层电极呈交叉阵列结构，作为忆阻器的另一端，

其中，忆阻器的两端分别对应着突触前端与突触后端，忆阻器的功能层对应突触间隙，利用离子凝胶中离子的可扩散性模拟类脑神经突触中的离子迁移，实现导电通道的信息传递，模拟类似生物体中的离子通道作用，完成神经突触权重调制过程。

7.根据权利要求6所述的一种离子型两端仿生忆阻器件制备方法，其特征在于，

对顶层电极施加连续的脉冲刺激，并对其电流进行记录，以忆阻器的电导状态作为突触权重，实现神经突触特性的模拟，

当施加正向脉冲在顶电极时，忆阻器中离子会在电压的激励下向底电极移动并积累，最终在底电极和顶电极连接成为导电的通道，实现突触权的增强作用；

当施加负向脉冲在顶电极时，离子形成的导电通道被破坏，离子的分布更加无序，从而导致器件的电导变小，实现突触权重的抑制作用。

8.根据权利要求6所述的一种离子型两端仿生忆阻器件制备方法，其特征在于，

所述离子凝胶中凝胶溶质离子是生物体中存在的重要元素离子，凝胶溶剂是可溶解所述凝胶溶质离子且不与之发生反应的有机物。

9.根据权利要求8所述的一种离子型两端仿生忆阻器件制备方法，其特征在于，

所述凝胶溶质离子是Li⁺、Na⁺、Ca²⁺、K⁺中的一种或其组合，凝胶溶剂是PEO、PI、PVA、PVP中的一种或其组合。

10.根据权利要求6所述的一种离子型两端仿生忆阻器件制备方法，其特征在于，

所述底层电极为Pt，Al，Au，Ag或Ti；所述顶层电极为TaN,TiN,Ag或Al。