蛋壳膜电解质栅控氧化物神经形态晶体管

近年来,神经形态器件的研究受到了人们的广泛关注,正在成为人工智能技术发展的重要分支.与此同时,天然生物材料具有可降解性、良好的生物相容性、无毒性等多种优势,在新型便携式智能系统中有重要应用价值.本文采用蛋壳膜(ESM)作为电解质,具有极高的室温质子电导率(～6.4×10-3 S/cm)和极高的室温双电层电容(～2.8 μF/cm2),因此其具有极强的界面双电层静电调控能力.以此为基础,研制了氧化铟锡双电层晶体管,器件具有优异的电学特性.基于ESM独特的界面双电层调控特性,在器件上实现了一些重要仿生突触塑性行为,如兴奋性突触后电流、双脉冲易化和突触滤波.通过施加突触刺激,实现了器件的多重突触权重更新.在此基础上采用人工神经网络实现了手写数字的模式识别,最佳识别精度约高达92.59％.因此,提出的ESM栅控氧化物神经形态晶体管在低成本生物可降解神经形态系统中有一定的应用潜力.