[发明专利]一种浮栅忆阻器

权利要求书

1.一种浮栅忆阻器，其特征在于：该浮栅忆阻器的基本结构依次包括前电极，前介质层，前浮栅层，纳米电池阳极，纳米电池电解质，纳米电池阴极，后浮栅层，后介质层，后电极；其中前电极、前介质层、前浮栅层和纳米电池阳极模拟了突触前膜，利用电子隧穿和场效应将电子信号转化为离子信号，纳米电池电解质作为离子通道模拟了突触间隙，纳米电池阴极、后浮栅、后介质层和后电极模拟了突触后膜，将离子信号转化为电子信号。

2.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述前电极、后电极用于连接外部电源，厚度分别为20纳米～40纳米；所述前、后浮栅层厚度分别为4纳米～10纳米；所述前、后介质层均可分为电子隧穿层和电子阻挡层，靠近前、后电极部分是电子隧穿层，电子隧穿层厚度为2纳米～8纳米，靠近电池阴阳极部分是电子阻挡层，电子阻挡层厚度为6纳米～12纳米；前介质层加前浮栅层总厚度为12纳米～30纳米，后介质层加后浮栅层总厚度为12纳米～30纳米；所述纳米电池阳极厚度为4纳米～10纳米；所述纳米电池电解质厚度为6纳米～20纳米；所述纳米电池阴极厚度为4纳米～12纳米。

3.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述前、后电极，采用惰性电极。

4.根据权利要求3所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述的惰性电极为铂(Pt)或者金(Au)。

5.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述前、后浮栅层的材料为惰性金属、金属氮化物或掺杂半导体。

6.根据权利要求5所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述的惰性金属、金属氮化物或掺杂半导体包括铂(Pt)、金(Au)、掺杂多晶硅(Si)、氮化钽(TaN)中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述前、后介质层均可分为电子隧穿层和电子阻挡层，靠近前、后电极部分是电子隧穿层，靠近电池阴阳极部分是电子阻挡层；前、后介质层材料为各种高K介质。

8.根据权利要求7所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述的高K介质包括二氧化钛(TiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、二氧化铪(HfO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述纳米电池阳极的材料为碱金属元素化合物、碱土金属元素化合物或半导体氧化物。

10.根据权利要求9所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：碱金属元素化合物、碱土金属元素化合物或半导体氧化物包括钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)，多晶硅(Si)，氧化钛(TiO₂)，氧化钒(V₂O₅)中的一种。

11.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述纳米电池电解质的材料为碱金属或碱土金属化合物。

12.根据权利要求11所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：碱金属或碱土金属化合物包括锂磷氧氮(LiPON)、钽酸锂(LiTaO₃)、铌酸锂(LiNiO3)中的一种。

13.根据权利要求1所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述纳米电池阴极的材料为碱金属或碱土金属元素化合物。

14.根据权利要求13所述的一种浮栅忆阻器，其特征在于：所述的碱金属或碱土金属元素化合物包括钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸亚铁锂(LiFePO₄)中的一种。