[发明专利]一种可降解的蛋白基晶体管型存储器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解的蛋白基晶体管型存储器及其制备方法，蛋白基晶体管型存储器包括：源极、漏极、半导体层、电荷俘获层、介电层、栅极和蛋白基底，其中半导体层、电荷俘获层、介电层、栅极和蛋白基底从上到下依次设置，所述介电层位于所述栅极上表面，所述电荷俘获层位于所述介电层上表面，所述半导体层位于所述电荷俘获层上表面，所述源极和漏极相对且相互间隔设置于所述半导体层并通过所述半导体层电连接，其中，所述源极和漏极之间的半导体层为沟道区，所述电荷俘获层及栅极与所述源极及漏极均相互间隔。本发明解决了现有技术中蛋白基晶体管型存储器不能完全降解，从而限制了其在生物材料领域广泛应用的问题。

技术领域

本发明涉及蛋白基晶体管型存储器技术领域，尤其涉及的是一种可降解的蛋白基晶体管型存储器及其制备方法。

背景技术

二十一世纪是电子信息主宰的科技时代，信息的存储展现出至关重要的作用。早期的电子信息存储是基于无机半导体（硅）材料为主的，这些无机存储设备展现出稳定性好、存储密度高和反应时间快等优点。随着技术手段的不断成熟，以上无机存储设备得到了极为广泛的应用。但是，无机存储设备也具有一定的局限性。研究表明，由于光刻手段的限制，现已基本接近研究开发的极限，并且产品成本随着尺寸的减小呈指数增长。同时，随着信息技术的飞速发展与人们对生活品质要求的不断提高，越来越需要制备出体积更小、成本更低、存储性能更为优异的存储设备。尤其是对于开发可穿戴设备、可植入生物材料而言，制备出生物相容性好、可降解的存储设备既是一个新兴的方向，又是一个巨大的挑战。

有机功能材料具有重量轻、体积小、柔性、能实现低成本在大面积衬底上制造等优点，使得以它制备的新型柔性存储设备得到了日益的关注和发展。特别地，以生物大分子作为构建单元，制备的存储设备，不仅展现出优秀存储性能，而且表现出了良好的生物相容性和可降解性。这就为可植入材料和可穿戴材料的开发提供了新思路。印度理工学院的Bera等利用天然的蚕丝蛋白构建了透明的生物忆阻器，该存储器的记忆转变是源于蚕丝蛋白层对载流子的俘获与去俘获；韩国成均馆大学Cho等利用铁蛋白纳米粒子为栅极介电层，制备出了一种蛋白质基的场效应晶体管存储器，由于铁蛋白层的可逆氧化还原特性，存储器展现出非易失性的存储性质；新加坡南洋理工大学的chen等利用蚕丝蛋白构建了一种蛋白基的存储设备，通过调节顺从电流，研究人员发现该存储设备能在记忆阻变模式和阈值阻变模式间切换，机制研究表明这种切换与不同顺从电流(compliance current )电流下金属丝的形成与否有关；韩国浦项工科大学Lee等以银掺杂的壳聚糖为有机层制备了一种具有阻变效应的存储器，通过调控偏压的大小，可以实现存储器在高阻和低阻间可逆切换，开关比达到105；西南大学的chen等以氧化铜、DNA和铝构建了一种纳米复合物（CuO-DNA-Al），并以该复合物为有机层构建了一直DNA基的存储器，由于在复合物的DNA双链间可以形成金属纤维，使得存储器具有阻变效应。

以上国内外研究人员的研究，主要集中在利用生物分子，包括蛋白质、糖和DNA，开发制备存储设备。但是，由于这些存储器还包含无机基底（Si）或不溶性介电层（Al2O3、SiO2）等，因此，该类存储设备并不能完全降解，更不能方便地进行于水中降解或者生物降解，这就限制了其在生物材料，尤其是可植入材料方面的应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可降解的蛋白基晶体管型存储器及其制备方法，旨在解决现有技术中蛋白基晶体管型存储器不能完全降解，从而限制了其在生物材料领域广泛应用的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可降解的蛋白基晶体管型存储器，其中，