在大腦神經(jīng)活動中,突觸活動扮演了重要的角色。單個突觸活動能耗極小,這使大腦在信息處理和存儲方面非常高效。而傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)中心運行時往往需要較為復(fù)雜的算法,能耗超高。因而,設(shè)計神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)對高效信息處理而言具有重要意義。已有報道提出互補金屬-氧化物-半導(dǎo)體神經(jīng)形態(tài)電路,但電路能耗遠高于生物突觸能耗。因此,研制具有超低能耗的固態(tài)神經(jīng)形態(tài)器件并實現(xiàn)生物突觸功能模擬,對實現(xiàn)高效的神經(jīng)形態(tài)平臺具有潛在意義。雙電層晶體管是一類以電解質(zhì)作為柵介質(zhì)的場效應(yīng)晶體管。柵極電壓作用下,電解質(zhì)中的離子遷移,晶體管工作模式得到調(diào)控,為獲得低壓晶體管并實現(xiàn)突觸器件的低功耗提供了可能。本論文以氧化物薄膜晶體管為研究對象,一方面制備了具有多柵結(jié)構(gòu)的晶體管,實現(xiàn)了多邏輯功能應(yīng)用;另一方面制備了具有底柵結(jié)構(gòu)的晶體管,實現(xiàn)了晶體管的超低功耗。概括如下:(1)固態(tài)電解質(zhì)薄膜的制備及其電學(xué)性能探究。通過溶液法,分別制備PVA電解質(zhì)薄膜與PVA/GO雜化電解質(zhì)薄膜,對薄膜進行了電學(xué)性能等表征測試。當(dāng)偏壓掃描范圍為-1.5 V⁺1.5 V時,PVA薄膜漏電流低于¹0 nA,PVA/G...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 雙電層晶體管
        1.2.1 雙電層晶體管的簡述
        1.2.2 雙電層晶體管的工作機制
        1.2.3 雙電層晶體管柵介質(zhì)材料
    1.3 生物突觸及神經(jīng)形態(tài)器件
        1.3.1 神經(jīng)元及突觸行為概述
        1.3.2 神經(jīng)形態(tài)計算概述
        1.3.3 神經(jīng)形態(tài)器件簡介
    1.4 選題依據(jù)
    1.5 本研究主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及設(shè)備
    2.3 基于PVA固態(tài)電解質(zhì)的底柵氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管
        2.3.1 PVA固態(tài)電解質(zhì)薄膜的制備
        2.3.2 PVA固態(tài)電解質(zhì)薄膜的表征
        2.3.3 基于PVA固態(tài)電解質(zhì)的氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管性能
        2.3.4 溝道厚度對氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管電學(xué)性能的調(diào)控
        2.3.5 基于PVA固態(tài)電解質(zhì)的氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管可降解性
    2.4 基于PVA/GO雜化電解質(zhì)的共平面柵氧化物神經(jīng)形態(tài)晶體管
        2.4.1 PVA/GO雜化固態(tài)電解質(zhì)薄膜的制備
        2.4.2 PVA/GO雜化固態(tài)電解質(zhì)薄膜的表征
        2.4.3 基于PVA/GO雜化電解質(zhì)的氧化物神經(jīng)元晶體管性能
    2.5 本章小結(jié)
第三章 共平面柵ITO薄膜晶體管邏輯電路應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 定值電阻對共平面柵反相器性能的影響
    3.3 共平面柵ITO薄膜晶體管多邏輯功能應(yīng)用
        3.3.1 “NOT”邏輯功能的實現(xiàn)
        3.3.2 “AND”邏輯功能的實現(xiàn)
        3.3.3 “NAND”邏輯功能的實現(xiàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于PVA電解質(zhì)調(diào)控的ITO晶體管突觸仿生應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 突觸后興奮電流模擬與調(diào)控
    4.3 突觸增強/抑制功能模擬
    4.4 人腦多級記憶功能模擬
    4.5 突觸晶體管的信噪比、能耗及靈敏度
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3785669