基于聚（3-己基噻吩）和硅纳米晶体的光电神经突触器件研究

发布时间：2024-04-15 21:26

　　神经形态计算(类脑计算)以其自适应学习、高并行计算和低功耗等优点,被认为是最有希望解决冯·诺依曼(von Neumann)瓶颈的方法之一。实现神经形态计算的重要前提是开发能模拟生物突触行为的神经突触器件。电学神经突触器件是首先发展起来的神经突触器件,但是它们在统筹考虑带宽、连接、密度等因素下的整体优化面临着很大的挑战。近年来,把光引入神经突触器件,研制光电神经突触器件,为神经突触器件的发展带来了新机遇。对神经突触器件而言,光不仅具备电难以实现的高带宽、低串扰、低功率和无延迟等特性,还可以直接模拟视觉等至关重要的神经行为。光电神经突触器件作为基于光电集成的人工神经网络的基础,有望有力促进高性能和低功耗的神经形态计算的发展。在本文中,我们首先采用经典的有机半导体材料聚(3-己基噻吩)(P3HT)制备了晶体管型光电神经突触器件。该器件在光脉冲刺激产生的光栅控效应下可以模仿一系列重要的神经突触功能。同时,通过衬底栅电极施加电脉冲刺激也可以实现最基本的神经突触功能。最重要的是,通过光脉冲刺激和电脉冲刺激的协同作用还可以实现交叉模态学习功能。由于硼掺杂的硅纳米晶体在紫外(UV)到近红外(NIR)的...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
第二章 文献综述
    2.1 光电神经突触器件的基本性能
        2.1.1 突触后兴奋/抑制
        2.1.2 突触可塑性
        2.1.3 能耗
    2.2 光电神经突触器件的类型
        2.2.1 氧空位的离化和去离化
        2.2.2 缺陷陷阱捕获和释放载流子
        2.2.3 异质结引起的势阱捕获和释放载流子
    2.3 P3HT和硅纳米晶体的光电性质概述
        2.3.1 P3HT光电性质概述
        2.3.2 硅纳米晶体光电性质概述
    2.4 选题依据及主要研究内容
第三章 实验内容和测试仪器
    3.1 实验方案
        3.1.1 实验材料的准备
        3.1.2 材料性能的表征
        3.1.3 光电神经突触器件研究
    3.2 实验准备工作和器件制备相关设备
        3.2.1 衬底清洗
        3.2.2 器件制备所需设备
    3.3 性能表征设备
    3.4 光电神经突触性能测试系统
第四章 基于P3HT的光电神经突触器件
    4.1 引言
    4.2 基于P3HT的光电神经突触器件的制备
    4.3 基于P3HT的光电神经突触器件的表征
        4.3.1 器件基本性能的表征
        4.3.2 光刺激引起的突触可塑性的表征
        4.3.3 电刺激引起的突触可塑性的表征
        4.3.4 基于光电耦合的交叉模态学习的模拟
    4.4 本章小结
第五章 基于P3HT/Si NCs的有机无机杂化光电神经突触器件
    5.1 引言
    5.2 基于P3HT/Si NCs杂化光电神经突触器件的制备
    5.3 基于P3HT/Si NCs杂化光电神经突触器件的表征
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的论文和其他科研成果



本文编号：3955969