[发明专利]一种基于二维磁性材料的突触器件及其应用

权利要求书

1.一种基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于包括：第一电极、第二电极和磁性功能层；所述磁性功能层设置于第一电极和第二电极之间；并且，所述磁性功能层包含两个以上铁磁层，两个以上所述铁磁层沿所述磁性功能层的厚度方向层叠设置，所述铁磁层由二维磁性材料形成；所述第一电极、第二电极还与电压源电连接，所述电压源用于调控所述磁性功能层中的至少一个铁磁层的磁矩翻转，并使所述磁性功能层生成多态信号。

2.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述电压源产生的电流至少大于所述磁性功能层中最薄铁磁层的临界翻转电流。

3.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述磁性功能层中至少两个铁磁层的厚度不同，优选的，多个所述铁磁层的厚度沿所述磁性功能层的厚度方向增大或减小；和/或，所述铁磁层的厚度在100nm以内，优选为6nm～50nm。

4.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述二维磁性材料包括Fe₃GeTe₂、Cr₂Ge₂Te₆、Cr₂Si₂Te₆、VSe₂、MnSe_x、CrI₃、CrBr₃、GdI₂、InP₃、GaSe、GaS、VS₂中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述磁性功能层还包括重金属层，所述重金属层与所述铁磁层层叠设置，并分布在所述第一电极或第二电极与所述铁磁层之间；和/或，所述磁性功能层还包括非磁性隔离层，所述非磁性隔离层用于分隔两个所述的铁磁层。

6.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述磁性功能层还包括绝缘层，所述绝缘层用于分隔两个所述的铁磁层。

7.根据权利要求6所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述磁性功能层包括沿其所在平面方向依序连接的多个部分，且每相邻的两个部分之间均形成畴壁结构；和/或，所述多个部分的宽度依序变化。

8.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述第一电极、第二电极的厚度为5～50nm；

和/或，所述第一电极、第二电极的材质包括Au。

9.根据权利要求8所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于：所述第一电极和/或第二电极中还包括金属插层；

优选的，所述金属插层的厚度为3～10nm；

优选的，所述金属插层的材质包括Ti。

10.根据权利要求1所述的基于二维磁性材料的突触器件，其特征在于还包括：衬底和/或保护层，所述磁性功能层设置在衬底上，所述保护层设置在所述磁性功能层上。

11.一种权利要求1-10中任一项所述突触器件的使用方法，其特征在于包括：

使电压源根据输入信号调控向磁性功能层施加的电流大小，从而使所述磁性功能层输出多态电阻信号。

12.一种神经形态计算系统，包括神经元器件和突触器件；其特征在于，所述突触器件采用权利要求1-10中任一项所述的突触器件。