[發明專利]一種浮柵憶阻器

有效

• 申請號: 201710177991.4
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107068708B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 黃安平;張新江;胡琪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01L27/24
• 分類號: H01L27/24;H01L45/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種浮柵憶阻器，其特征在于：該浮柵憶阻器的基本結構依次包括前電極，前介質層，前浮柵層，納米電池陽極，納米電池電解質，納米電池陰極，后浮柵層，后介質層，后電極；其中前電極、前介質層、前浮柵層和納米電池陽極模擬了突觸前膜，利用電子隧穿和場效應將電子信號轉化為離子信號，納米電池電解質作為離子通道模擬了突觸間隙，納米電池陰極、后浮柵、后介質層和后電極模擬了突觸后膜，將離子信號轉化為電子信號。

2.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述前電極、后電極用于連接外部電源，厚度分別為20納米～40納米；所述前、后浮柵層厚度分別為4納米～10納米；所述前、后介質層均可分為電子隧穿層和電子阻擋層，靠近前、后電極部分是電子隧穿層，電子隧穿層厚度為2納米～8納米，靠近電池陰陽極部分是電子阻擋層，電子阻擋層厚度為6納米～12納米；前介質層加前浮柵層總厚度為12納米～30納米，后介質層加后浮柵層總厚度為12納米～30納米；所述納米電池陽極厚度為4納米～10納米；所述納米電池電解質厚度為6納米～20納米；所述納米電池陰極厚度為4納米～12納米。

3.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述前、后電極，采用惰性電極。

4.根據權利要求3所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述的惰性電極為鉑(Pt)或者金(Au)。

5.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述前、后浮柵層的材料為惰性金屬、金屬氮化物或摻雜半導體。

6.根據權利要求5所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述的惰性金屬、金屬氮化物或摻雜半導體包括鉑(Pt)、金(Au)、摻雜多晶硅(Si)、氮化鉭(TaN)中的一種。

7.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述前、后介質層均可分為電子隧穿層和電子阻擋層，靠近前、后電極部分是電子隧穿層，靠近電池陰陽極部分是電子阻擋層；前、后介質層材料為各種高K介質。

8.根據權利要求7所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述的高K介質包括二氧化鈦(TiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、二氧化鉿(HfO₂)、五氧化二鉭(Ta₂O₅)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)中的至少一種。

9.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述納米電池陽極的材料為堿金屬元素化合物、堿土金屬元素化合物或半導體氧化物。

10.根據權利要求9所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：堿金屬元素化合物、堿土金屬元素化合物或半導體氧化物包括鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)，多晶硅(Si)，氧化鈦(TiO₂)，氧化釩(V₂O₅)中的一種。

11.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述納米電池電解質的材料為堿金屬或堿土金屬化合物。

12.根據權利要求11所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：堿金屬或堿土金屬化合物包括鋰磷氧氮(LiPON)、鉭酸鋰(LiTaO₃)、鈮酸鋰(LiNiO3)中的一種。

13.根據權利要求1所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述納米電池陰極的材料為堿金屬或堿土金屬元素化合物。

14.根據權利要求13所述的一種浮柵憶阻器，其特征在于：所述的堿金屬或堿土金屬元素化合物包括鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰(LiNiO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸亞鐵鋰(LiFePO₄)中的一種。