具有短程抑制特性的超低功耗全碳质子突触器件

作者：徐慧文; 竺臻楠; 胡令祥; 李俊; 俞家欢; 卢焕明; 张莉; 王敬蕊; 诸葛飞

来源：材料科学与工程学报, 2022, 40(03): 396-405+483.

DOI：10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2022.03.005

• 人工突触
• 氧化石墨烯
• 全碳
• 超低功耗
• 短程抑制

短程突触可塑性保证了对神经形态计算系统中神经信息处理和短程记忆的动态调节。短程易化特性(STF)在多种人工突触器件中被广泛报道，与之相比短程抑制特性(STD)的研究则进展缓慢，仅有为数不多的器件表现出STD特性，并且其单个刺激下的功耗比生物突触(1～10 fJ)高出许多。本研究提出了一种室温下通过溶液法制备的新型石墨烯/氧化石墨烯/石墨烯(G/GO/G)质子突触器件，该器件在几十毫伏的连续脉冲电压刺激下表现出电导逐渐下降的特性，这种特性源于质子在GO/G界面处连续积累导致的逐渐增强的反向质子电流。G/GO/G器件可以很好地模拟STD突触特性。由于操作电压和电流极小，器件单个刺激下的最低功耗可低至几十阿焦，此超低功耗特性有助于解决散热问题从而实现高度集成的神经形态电路。因此，全碳结构器件在脑内植入神经假体领域有很好的应用前景。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 中国科学院大学