研究目的
制备基于IGZO的光电神经形态晶体管，并模拟用于类脑计算范式的双重功能长时程可塑性（LTD和LTP）。
研究成果
基于IGZO的光电神经形态晶体管成功模拟了双功能长时程可塑性。长时程抑制（LTD）通过栅极施加正电脉冲序列实现，长时程增强（LTP）则通过沟道光脉冲序列达成。其机制涉及Al2O3中的电子俘获效应（LTD）以及空穴俘获/持续光电导效应（LTP）。未来研究应聚焦器件微型化以实现复杂神经网络应用。
研究不足
由于采用金属阴影掩模进行图案化，该设备尺寸较大，限制了复杂神经网络的制造。未来需要先进的微纳加工技术来实现小型化。
1：实验设计与方法选择：
在ITO玻璃衬底上采用低温工艺制备基于IGZO的神经形态晶体管，其中Al2O3栅介质通过原子层沉积法制备，IGZO沟道层通过射频磁控溅射法制备。设计原理旨在模拟生物系统中的突触可塑性。
2：样品选择与数据来源：
器件按特定尺寸（沟道宽度1000微米，长度80微米）制备并测试突触特性。
3：实验设备与材料清单：
Al2O3栅介质（约45纳米厚）、IGZO沟道层（约40纳米厚，In:Ga:Zn=2:2:1原子比）、ITO源/漏电极、阻抗分析仪（HIOKI IM 3533-01 LCR表）、源测量单元（Keithley 2636B）、光纤耦合激光?？椋–NI Laser PGL-FC-405）。
4：实验步骤与操作流程：
制备过程包括80°C下沉积Al2O3、使用掩模版图案化IGZO沟道和ITO电极。测量内容包括Al2O3电容、转移特性以及对电脉冲和光脉冲的突触响应。
5：使用掩模版图案化IGZO沟道和ITO电极。测量内容包括Al2O3电容、转移特性以及对电脉冲和光脉冲的突触响应。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：基于电子/空穴俘获和持续光电导机制，分析EPSC响应、突触权重变化及相应机理。
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Source measurement unit
2636B
Keithley
Measurement of photoelectric synaptic characteristics of the devices
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Laser module
PGL-FC-405
CNI Laser
Application of light pulses of 405 nm on the IGZO channel layer
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LCR meter
IM 3533-01
HIOKI
Measurement of capacitance of the Al2O3 dielectric layer
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IGZO target
Deposition of IGZO channel layer by RF magnetron sputtering
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ITO target
Deposition of ITO source/drain electrodes by DC sputtering
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