磷掺杂SiO2质子导体膜及在多栅刺激耦合突触晶体管中的应用

Synaptic transistor, which is multifunction and intelligentized transistor, has potential applications in the field of artificial neural network. It calculates the weighted of multiport input signal to control the on/off state of the transistor as same as the work mode of the biological neurons. Based on preliminary studies, the situ phosphorus doped nanoparticles SiO2 proton conductor films will be prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition technique and after being optimized, they will be used as gate dielectric to develop the multi-gate coupling synaptic transistor.Based on double electrode layer and electrochemical reaction formed by the mobile protons which are regulated and controlled by multi-gate stimulation coupling, the plasticity of the biological synapse, such as LTM, STM, PPF, EPSC, SDTP. This study involved the development of a proton conductor film functional materials and multi-gate transistor synapses。 It will help to broaden the proton conductor membrane applications for synaptic transistors , providing optional microelectronic components for the bionic neural networks. Therefor, it has important significance.

突触晶体管作为一种多功能、智能化的晶体管，在人造神经网络领域具有潜在的应用价值。它通过电容耦合效应计算多端输入信号的加权和，来控制晶体管的导通和截止，非常类似于生物神经元的工作模式。本课题在前期研究基础上，采用等离子体化学气相沉积技术制备原位磷掺杂纳米颗粒SiO2质子导体膜，将优化后的质子导体膜作为栅介质开发多栅刺激耦合突触晶体管。利用多栅刺激耦合调控驱动质子的迁移，并在栅介质和沟道层界面上形成双电层和电化学掺杂反应，模拟实现生物突触的长短程记忆（LTM和STM）特性、长短程过渡特性、双脉冲易化(PPF)、后突触刺激电流特性（EPSC）、刺激-时间依赖塑性(STDP)等特性。本研究涉及质子导体膜功能材料的开发和多栅突触晶体管的研制，将有利于拓宽质子导体膜在突触薄膜晶体管中的应用领域，为神经网络仿生研究提供可选择性的微电子元器件，在新材料结构体系的突触晶体管研究领域具有重要的意义。

突触晶体管作为一种多功能、智能化的晶体管，在人造神经网络领域具有潜在的应用价值。它通过电容耦合效应计算多端输入信号的加权和，来控制晶体管的导通和截止，非常类似于生物神经元的工作模式。本课题在前期研究基础上，采用等离子体化学气相沉积技术制备原位磷掺杂纳米颗粒SiO2质子导体膜，将优化后的质子导体膜作为栅介质开发多栅刺激耦合突触晶体管。利用多栅刺激耦合调控驱动质子的迁移，并在栅介质和沟道层界面上形成双电层和电化学掺杂反应，模拟实现生物突触的长短程记忆（LTM和STM）特性、长短程过渡特性、双脉冲易化(PPF)、后突触刺激电流特性（EPSC）、刺激-时间依赖塑性(STDP)等特性。本研究涉及质子导体膜功能材料的开发和多栅突触晶体管的研制，将有利于拓宽质子导体膜在突触薄膜晶体管中的应用领域，为神经网络仿生研究提供可选择性的微电子元器件，在新材料结构体系的突触晶体管研究领域具有重要的意义。