[发明专利]基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件及调控方法

权利要求书

1.一种基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件，其特征在于，包括从上到下的衬底(1)、底电极(2)、功能层(3)、顶电极(4)，所述功能层(3)为二维原子晶体铁电材料CuInP₂S₆，具有室温的面外铁电极化。

2.如权利要求1所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件，其特征在于，所述衬底(1)为285nm SiO₂基底或300nm SiO₂基底，所述顶电极(4)为二维原子晶体材料，厚度为单层或少层。

3.如权利要求1所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件，其特征在于，所述功能层(3)厚度为大于4nm，底电极(2)为金属材料，厚度为20nm～50nm。

4.如权利要求3所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件，其特征在于，所述功能层(3)为25nm，底电极(2)为Au材料，厚度为30nm。

5.如权利要求2所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件，其特征在于，所述的顶电极(4)为石墨烯，厚度为单层石墨烯。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件的制备方法，包括以下步骤：

1)在SiO₂基底上采用光刻定义底电极(2)的图形，然后蒸镀Au薄层，作为器件的底电极(2)；

2)采用干法转移的方式将二维单晶铁电材料转移到步骤1)所制备好的Au底电极(2)上，作为器件的功能层(3)；

3)采用干法转移的方式将二维单层石墨烯材料转移到步骤2)所制备好的功能层(3)上，作为器件的顶电极(4)。

7.如权利要求6所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：采用紫外光刻或电子束光刻的方法定义底电极(2)图形，然后采用热争渡的方法制备Au底电极(2)。

8.如权利要求6所述的基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件的制备方法，其特征在于，采用机械剥离的方法制备二维单层石墨烯材料和二维少层铁电材料。

9.一种如权利要求1-5中任意一项所述基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件的调控方法，其特征在于，采用电激励方式，具体为：通过在所述基于二维CuInP₂S₆铁电材料的忆阻神经突触器件的底电极(2)接地，顶电极(4)输入多个相同脉冲的正直流电压使器件的电流逐渐升高，电导值逐渐增大，模拟实现忆阻神经突触器件的长程可塑性功能，相反，在顶电极(4)输入多个相同脉冲的负直流电压使器件的电流逐渐降低，电导值逐渐减小，模拟实现忆阻神经突触器件的长程抑制性功能。

10.一种如权利要求1-5中任意一项所述基于二维铁电材料的忆阻神经突触器件的调控方法，其特征在于，采用光激励方式，具体为：通过在所述基于二维CuInP₂S₆铁电材料的忆阻神经突触器件的底电极(2)接地，当顶电极(4)输入正直流电压使器件切换到低电阻状态，然后采用多个紫外激光(5)脉冲照射器件的结区，器件的零偏压光电流逐渐减小，光电导值逐渐减小，模拟实现忆阻神经突触器件的长程抑制性功能，相反，当顶电极(4)输入负直流电压使器件切换到高电阻状态，然后采用多个紫外激光(5)脉冲照射器件的结区，器件的零偏压光电流逐渐增加，电导值逐渐增加，模拟实现忆阻神经突触器件的长程可塑性功能。