[发明专利]一种嗅觉感存算一体化忆阻器及其制备方法

权利要求书

1.一种嗅觉感存算一体化忆阻器，其特征在于，

包括：

衬底；

底层叉指电极，形成在所述衬底上；

电阻调控功能层，其为高k介质薄膜，形成在所述底层叉指电极上；

气体探测功能层，其为SnO₂薄膜，形成在所述电阻调控功能层上；

顶层叉指电极，形成在所述气体探测功能层上，其叉指延伸方向与底层叉指电极的叉指延伸方向正交，

在同一个忆阻器体系中实现硫化氢气体的感知、处理与记忆功能：释放硫化氢气体，器件的电导变大，实现嗅觉功能；撤除气体后电导被保持记忆，实现存储功能；器件能够对连续的硫化氢气体产生阶梯式响应，用于神经形态计算并对气体种类进行识别判断，实现计算功能。

2.根据权利要求1所述的嗅觉感存算一体化忆阻器，其特征在于，

所述高k介质材料为HfO₂，ZrO₂，TiO₂，Al₂O₃。

3.根据权利要求1所述的嗅觉感存算一体化忆阻器，其特征在于，

所述底层叉指电极和所述顶层叉指电极的电极根数为3根～10根，间距为50μm～400μm。

4.根据权利要求1所述的嗅觉感存算一体化忆阻器，其特征在于，

所述高k介质材料的厚度为5nm～20nm；所述SnO₂薄膜的厚度为5nm～20nm。

5.一种嗅觉感存算一体化忆阻器制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

在所述衬底上形成底层叉指电极；

在所述底层叉指电极上形成高k介质薄膜，作为电阻调控功能层；

在所述电阻调控功能层上形成SnO₂薄膜，作为气体探测功能层；

在所述气体探测功能层上形成顶层叉指电极，其叉指延伸方向与底层叉指电极的叉指延伸方向正交，

在同一个忆阻器体系中实现硫化氢气体的感知、处理与记忆功能，释放硫化氢气体，器件的电导变大，实现嗅觉功能，撤除气体后电导被保持记忆，实现存储功能，器件能够对连续的硫化氢气体产生阶梯式响应，用于神经形态计算并对气体种类进行识别判断，实现计算功能。

6.根据权利要求5所述的嗅觉感存算一体化忆阻器制备方法，其特征在于，

所述高k介质材料为HfO₂，ZrO₂，TiO₂，Al₂O₃。

7.根据权利要求5所述的嗅觉感存算一体化忆阻器制备方法，其特征在于，

所述底层叉指电极和所述顶层叉指电极的电极根数为3根～10根，间距为50μm～400μm。

8.根据权利要求5所述的嗅觉感存算一体化忆阻器制备方法，其特征在于，

所述高k介质材料的厚度为5nm～20nm；所述SnO₂薄膜的厚度为5nm～20nm。

9.根据权利要求5所述的嗅觉感存算一体化忆阻器制备方法，其特征在于，

采用原子层沉积技术形成SnO₂薄膜，并在管式炉中以550℃～700℃的温度退火30分钟～3小时。