基于掺硼硅量子点的类神经突触光电器件
突触是生物神经系统传递信息的基本结构,神经系统对外部信息的处理与储存也强烈依赖于突触的可塑性.例如短程可塑性(STP)使得突触在神经回路中具有执行关键计算的能力.因此,以硬件方式实现神经元计算的主要挑战在于开发出类神经突触器件或网络.类神经突触器件的刺激方式可以是电或光刺激.掺硼硅量子点在禁带中引入了带尾态,使得硅量子点的光学禁带宽度有一定程度的窄化,有望实现基于掺硼硅量子点紫外-近红外宽光谱响应的光刺激类神经突触器件.利用冷等离子法制备出尺寸为7-8nm,载流子浓度约为4.5×102cm-3的掺硼硅量子点.随后,将配制好的掺硼硅量子点墨水旋涂到玻璃/ITO基底上,形成光电器件的活性层,最后沉积Al作为顶电极.通过吸收光谱可以发现,掺硼硅量子在紫外-近红外区域均具有不同程度的吸收.在532nm和1342nm光刺激下,器件表现出了光响应特征.光电流表示后突触电流(EPSC),模拟出了光刺激下突触的STP可塑性.随着光刺激持续时间从1s增加到20s,EPSC逐渐增加到趋近于饱和(5V偏压下).当两束间隔时间为3s的脉冲光刺激依次作用于器件时,如图1所示,第二次光刺激引起的EPSC得到了增强,模拟出了突触的PPF可塑性行为.值得注意的是,随着两束连续光刺激间隔时间从1s增大到20s,PPF因子(图中A2/A1)分别从135％(532nm)和130％(1342nm)逐渐减小到趋于100％.这与突触的PPF可塑性特征十分吻合.
光电器件 类神经突触 掺硼硅量子点 制备工艺 可塑性
谭华 皮孝东 杨德仁
浙江大学材料科学与工程学院,硅材料国家重点实验室,杭州,310027
国内会议
厦门
中文
69-69
2017-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）