[发明专利]一种基于SnO2

权利要求书

1.一种基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统，其特征为该系统的组成包括SiO₂衬底、中间层、栅介质层和间隔电极；其中，SiO₂衬底表面的中部为中间层，两端为间隔电极；中间层的上部覆盖有栅介质层；

所述的中间层为SnO₂半导体纳米线阵列；所述的纳米线的直径为100nm～5μm；长度为0.1cm～10cm；间距为100μm～500μm；

所述的栅介质层为壳聚糖离子凝胶；薄膜的厚度范围为10～20μm；

所述的间隔电极为源电极和漏电极；二者材料相同或不同，具体为金或银；厚度为20–200nm；间距为500μm-2000μm；

所述的衬底为二氧化硅片。

2.如权利要求1所述的基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统的制备方法，其特征为该方法包括如下方法：

1)将壳聚糖粉末溶解在冰醋酸溶液中，在55～75℃下以300～650rpm的速度搅拌30-60分钟，得到混合溶液；

其中，每4ml的冰醋酸溶液溶解30～80mg的壳聚糖粉末；冰醋酸溶液的质量百分浓度为1％～4％；

2)向步骤1)中的混合溶液中加入甘油，搅拌5～60分钟，再超声分散5-30分钟，然后室温下静置0.2～5小时；每4ml混合溶液加入0.15～0.6ml的甘油；

3)静置完成后，将步骤2)中得到的溶液滴在基片上，在70-100℃下干燥20-30分钟，得到胶体薄膜；

4)将聚乙烯吡咯烷酮、氯化亚锡二水合物溶于N,N-二甲基甲酰胺中，常温下搅拌溶解0.5～24小时，得到前驱体溶液；

其中，聚乙烯吡咯烷酮：氯化亚锡二水合物的质量比为1:1-3:1；前驱体溶液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为10-20％；

5)将前驱体溶液吸取至注射器中，利用电流体喷印设备将前驱体溶液打印衬底上成为纳米线阵列；

所述过程的静电纺丝参数为：静电纺丝电压为1～2kV，注射器针头到基板的距离为2～7mm，注射器针头出液量为10～100nL/min，基板运动速度为0.1m/s～1m/s；

6)将上述得到的纳米线阵列在马弗炉中升温，在400-550℃下煅烧30-120min，降温后得到SnO₂半导体纳米线阵列；

7)将步骤3)中制备的壳聚糖离子凝胶传感器贴合在步骤6)中制备的SnO₂纳米线上完成系统的制备。

3.如权利要求1所述的基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统的制备方法，其特征为所述的步骤(3)中的基片为玻璃、硅片或二氧化硅片。

4.如权利要求1所述的基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统的制备方法，其特征为所述的步骤(6)中，升温速度为2～10℃/min，降温速度为2～10℃/min。

5.如权利要求1所述基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统的应用，其特征为用于实现对溶液咸度的检测。

6.如权利要求1所述基于SnO₂纳米线突触器件的味觉神经形态系统的应用，其特征为包括如下步骤：将味觉神经形态系统与半导体参数分析仪相接，然后测量味觉神经形态系统在待测溶液中的突触后电流值，将得到的电流值与识别预处理得到的不同浓度溶液刺激下的电流输出值比较，从而得到待测溶液的咸度；

所述的识别预处理，包括以下步骤：

将器件与半导体参数分析仪相接，室温条件下对味觉神经形态系统在不同浓度溶液刺激下的电流输出进行测量：当在味觉神经形态系统的生物质离子凝胶传感器上滴加0wt％-6wt％(相较于滴加清水即咸度为0)的生理盐水时出现不同程度的电流响应：在清水状态下，电流响应为4.9μA；逐渐增大溶液浓度至0.1wt％的过程中，输出电流整体呈现从4.9μA逐渐上升到9.6μA的增大趋势；当溶液浓度从0.1wt％向3wt％增长时，输出电流整体呈现从9.6μA降低至5.1μA的快速下降趋势，当溶液浓度从3wt％向6wt％增长时，输出电流整体呈现从5.1μA降低至4.1μA的缓慢下降趋势；根据对应的浓度和输出电流值，实现对不同浓度味道的识别预处理。