在腦科學(xué)領(lǐng)域,利用人工類腦突觸去模擬生物突觸特性也不再是天方夜譚,作為當(dāng)前世界上最前沿和熱門的技術(shù)之一,越來越多專家學(xué)者投入到該領(lǐng)域并且取得了很多實驗性結(jié)果,為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的長足發(fā)展奠定基礎(chǔ)。受啟發(fā)于當(dāng)前已有的人工突觸,例如晶體管或者憶阻器,都是利用離子、質(zhì)子或者電子來傳遞神經(jīng)刺激,本文首次提出并制備了光致突觸晶體管,利用光子傳遞神經(jīng)刺激。并對該突觸晶體管的模擬特性進(jìn)行研究,實驗顯示該突觸晶體管可模擬出生物突觸的成對脈沖易化效應(yīng)（PPF）,一維和多維的記憶效應(yīng)以及飽和效應(yīng)。主要工作包括:對比分析后,選擇光致晶體管的襯底材料和外延緩沖層材料,使用AutoCAD軟件來設(shè)計器件的結(jié)構(gòu),再利用紫外光刻技術(shù),刻蝕技術(shù)以及電子束蒸鍍技術(shù)完成器件的制備,最后用光學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡（AFM）來表征器件的物理結(jié)構(gòu)和表面粗糙度。搭建了測量系統(tǒng)對光致突觸晶體管的記憶效應(yīng)和飽和效應(yīng)進(jìn)行測試。使用突觸晶體管的一個發(fā)射極和一個集電極,模擬點對點神經(jīng)元（一維）,測試方案主要分為三個部分:單脈沖（單刺激）延時測試;雙脈沖（雙刺激）疊加測試;連續(xù)脈沖（連續(xù)刺激）飽和測試。實驗結(jié)果顯示該光致突觸晶體管可實現(xiàn)一維... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
專用術(shù)語注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 類腦器件的分類
        1.2.1 基于質(zhì)子或離子傳遞刺激的晶體管類腦器件
        1.2.2 基于光子傳遞刺激的晶體管類腦器件
    1.3 本文主要工作內(nèi)容
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第二章 神經(jīng)元突觸器件的研究現(xiàn)狀
    2.1 突觸晶體管制備工藝中的使用的技術(shù)
        2.1.1 電子束光刻
        2.1.2 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法PECVD
        2.1.3 原子層沉積ALD
        2.1.4 物理氣相沉積PVD
    2.2 基于碳納米管(CNT)的突觸晶體管
        2.2.1 基于碳納米管的突觸晶體管的制備工藝
        2.2.2 基于碳納米管的突觸晶體管的模擬特性
    2.3 基于無機(jī)質(zhì)子傳導(dǎo)電解質(zhì)作為隔離層的突觸晶體管
        2.3.1 單個IZO同質(zhì)結(jié)突觸晶體管
        2.3.2 多柵極的IZO同質(zhì)結(jié)突觸晶體管
        2.3.3 基于PET襯底可移動IGZO雙電層的突觸晶體管
    2.4 基于憶阻器的突觸晶體管
        2.4.1 單個憶阻器與NMOS晶體管的集成
        2.4.2 生物突觸習(xí)慣化與去習(xí)慣化特性的模擬
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光致突觸晶體管的設(shè)計、制備與結(jié)構(gòu)表征
    3.1 GaN晶片形成的難題
        3.1.1 襯底材料的選擇
        3.1.2 外延緩沖層材料的選擇
    3.2 光致突觸晶體管的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 光致突觸晶體管的制備流程
        3.3.1 制備設(shè)備的研究
        3.3.2 制備過程
    3.4 光致突觸晶體管的物理結(jié)構(gòu)表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 點對點神經(jīng)元器件的測試與結(jié)果分析
    4.1 點對點神經(jīng)元器件的工作原理
    4.2 器件的測量系統(tǒng)圖
    4.3 器件測試及結(jié)果分析
        4.3.1 單刺激時延時測試
        4.3.2 雙刺激的疊加測試
        4.3.3 連續(xù)刺激的飽和測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的演進(jìn)
    5.1 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的形成
        5.1.1 雙發(fā)射極光致晶體管的設(shè)計
        5.1.2 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的制備流程
        5.1.3 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的物理表征
    5.2 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的工作原理
    5.3 神經(jīng)元組網(wǎng)器件的工作原理
        5.3.1 多維單個刺激下記憶效應(yīng)的疊加
        5.3.2 多維連續(xù)刺激下記憶效應(yīng)的飽和
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 未來與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3645856