CN109037388B - 一种光控神经突触仿生电子器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光控神经突触仿生电子器件及其制备方法，其中，所述器件包括作为栅极的硅基底，从下至上依次设置在所述硅基底上的氧化物层、量子点层、聚合物层、半导体层以及金属薄膜顶电极，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种。由于CsPbX3量子点具有光响应性，通过简单的调节光照波长来改变电子器件中的光生电流数值，进而可模拟人脑中兴奋性突触后电流增强效应，结合反向电场刺激可实现对抑制性突触后电流减弱效应。因此，本发明基于CsPbX3量子点的神经突触仿生电子器件具有易调控、低功耗、高稳定性等性能优点。
Description
技术领域
本发明涉及突触可塑类器件领域，尤其涉及一种光控神经突触仿生电子器件及其制备方法。
背景技术
传统计算系统的冯诺依曼架构将主存和中央处理器分开，因此存储器和中央计算单元之间的数据通信速率存在固有的局限性。这样的架构存在所谓的“冯诺依曼瓶颈”，难以适应信息呈爆炸式增长的信息技术飞速发展的当今时代。相比于传统计算机系统，人类的大脑中具有数目众多的突触神经元，并且它们全部可以充当存储器和计算单元，可以实现大量信息的处理，同时每个突触事件仅仅消耗约1-100fJ的能量。前神经元沿着轴突传播并通过突触传递到后神经元产生动作电位。前、后神经元之间的通信强度（被定义为突触权重和神经活动）所确定的突触可塑性被认为是大脑学习和记忆的主要原则。如果能在单一器件中实现神经元的信号处理，那么模拟整个大脑所需器件集成起来的芯片尺寸、功耗才能在可实现范围之内。
受大脑高效性的驱动，作为神经形态结构发展的物理层次模仿第一个重要阶段，探索突触可塑类器件是不可或缺的。目前，忆阻器，相变存储器以及场效应晶体管是可实现突触可塑性的理想电子器件。但是，设备级别的障碍依然存在。特别是，忆阻器较差的存储持续性，非线性写入和过多的写噪声对接近神经架构的效率提出了挑战；而电阻漂移以及所需的高编程功率是相变存储器实现性能增益的主要障碍。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光控神经突触仿生电子器件及其制备方法，从而解决现有人工突触仿真电子器件存储持续性、稳定性较差，响应速度慢以及不可调控的问题。
本发明的技术方案如下：
一种光控神经突触仿生电子器件，其中，包括作为栅极的硅基底、从下至上依次设置在所述硅基底上的氧化物层、量子点层、聚合物层、半导体层以及金属薄膜顶电极，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种。
所述的光控神经突触仿生电子器件，其中，所述氧化物层的材料为二氧化硅或氧化铝；和/或所述氧化物层的厚度为80-120nm。
所述的光控神经突触仿生电子器件，其中，所述聚合物层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙烯基吡啶中的一种或多种。
所述的光控神经突触仿生电子器件，其中，所述金属薄膜顶电极的材料为Al、Cu、Au或Pt中的一种。
所述的光控神经突触仿生电子器件，其中，所述金属薄膜顶电极包括源极和漏极，所述源极和漏极之间沟道的长为800-1200μm，所述源极和漏极之间沟道的宽为40-60μm。
一种光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其中，包括步骤：
提供一种量子点溶液和一种聚合物氯苯溶液；
在表面掺杂有氧化物层的硅片上沉积所述量子点溶液，形成量子点层，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种；
在所述量子点层表面沉积所述聚合物氯苯溶液，形成聚合物层；
在所述聚合物层表面沉积半导体材料溶液，形成半导体层；
在所述半导体层表面两侧端分别沉积金属材料作为源极和漏极，制得光控神经突触仿生电子器件。
所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其中，所述量子点溶液的制备方法包括步骤：
将碳酸铯与十八烯以及油酸混合，加热至120-180℃至反应完全生成油酸铯溶液；
将卤化铅和十八烯混合，加热至100-140℃，然后再加入油胺和油酸，混合并加热至150-180℃，最后加入所述油酸铯溶液，反应5-10s后加入乙醇使生成的量子点沉淀；
将所述量子点沉淀分散在正己烷溶剂中，混合制得量子点溶液。
所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其中，所述最后加入所述油酸铯溶液，反应5-10s后加入乙醇使生成的量子点沉淀的步骤中，油酸铯与卤化铅的摩尔比为5-6:1。
所述的光控神经突出仿生电子器件的制备方法，其中，所述量子点溶液的浓度为0.05-1.0 mg/ml。
所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其中，所述在表面掺杂有氧化物层的硅片上沉积所述量子点溶液，形成量子点层的步骤包括：
将所述量子点溶液以1500-4000rpm的转速在表面掺杂有氧化物层的硅片上旋涂35-45s，旋涂完后以80-120℃的温度退火50-70 min，制得量子点层。
有益效果：本发明将CsPbX3（X=Cl,Br,I）量子点层与聚合物层层叠制成浮栅层，所述聚合物层可以很好的将CsPbX3量子点层保护起来从而阻止CsPbX3量子点层与空气中的水氧接触，提高器件的稳定性；同时CsPbX3量子点具有光响应性，通过简单的调节光照波长来改变电子器件中的光生电流数值，进而模拟人脑中兴奋性突触后电流增强效应，结合反向电场刺激可实现对抑制性突触后电流减弱效应；同时通过对对兴奋性突触后电流与时间关系的表征分析进而实现对人脑中短期记忆向长期记忆的转变过程，最终通过调控光照的间隔时间，实现双脉冲易化向双脉冲抑制的转变过程。因此，本发明基于CsPbX3量子点的神经突触仿生电子器件具有易调控、低功耗、高稳定性等性能优点，有望在不久的将来实现无数科学家一直以来的梦想一一开发出与人脑结构类似的认知型计算机以及类人机器人。
附图说明
图1为本发明一种光控神经突触仿生电子器件较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明一种光控神经突触仿生电子器件的制备方法较佳实施例的流程图。
图3为本发明神经突触仿生电子器件在不同强度的光脉冲（波长为365 nm，光脉冲持续时间为1s）刺激下的突触后电流与时间的关系图。
图4为本发明神经突触仿生电子器件在不同波长的光脉冲（强度为0.153 mW/cm2，光脉冲持续时间为1s）刺激下的突触后电流与时间的关系图。
图5为本发明神经突触仿生电子器件在一系列不同强度的光脉冲（波长为365 nm，光脉冲持续时间为1s）刺激下的的突触后电流与时间的关系图。
图6为本发明神经突触仿生电子器件在双脉冲（波长为365 nm，强度为0.041 mW/cm2，光脉冲持续时间为1s）刺激下的的突触后电流增强图。
图7为本发明神经突触仿生电子器件在不同光强度下的双脉冲增强效应的比值变化示意图，其中光的波长为365 nm，光脉冲持续时间为1s，间隔时间为1s。
图8为本发明神经突触仿生电子器件在不同光波长下的双脉冲增强效应的比值变化示意图，其中光的强度为0.153 mW/cm2，光脉冲持续时间为1s，间隔时间为1s。
图9为本发明神经突触仿生电子器件的不同数量光信号刺激后突触重量百分比的表征，其中光信号为连续的光脉冲，其中光强度为0.153 mW/cm2，光波长为365 nm，脉冲持续时间为1秒，间隔时间为1秒。
图10为本发明神经突触仿生电子器件的光增强效应和电抑制效应的表征图，其中光脉冲强度为0.153 mW/cm2，光波长为365 nm，脉冲持续时间为1秒，间隔时间为1秒；电脉冲电压值为-20 V，脉冲持续时间为10 ms，脉冲间隔时间为1 s。
图11为本发明神经突触仿生电子器件的双脉冲增强效应向双脉冲抑制效应的转变过程的实验表征图，其中光脉冲强度为0.153 mW/cm2，光波长为365 nm，脉冲持续时间为1秒，间隔时间为1秒。
具体实施方式
本发明提供了一种光控神经突触仿生电子器件及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明一种光控神经突触仿生电子器件较佳实施例的结构示意图，如图所示，其中，所述光控神经突触仿生电子器件包括作为栅极的硅基底10、从下至上依次设置在所述硅基底上的氧化物层20、量子点层30、聚合物层40、半导体层50以及金属薄膜顶电极60，所述量子点层30的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种，但不限于此。
进一步地，在本发明中，所述金属薄膜顶电极60包括源极61和漏极62，所述源极与漏极之间存在一沟道，所述沟道的长为800-1200μm，宽为40-60μm。
优选地，所述金属薄膜顶电极的材料为Al、Cu、Au或Pt中的一种，但不限于此。
优选地，所述聚合物层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙烯基吡啶中的一种或多种，但不限于此。
本发明提供的一种光控神经突触仿生电子器件，结合量子点材料CsPbX3（X=Cl,Br,I）本身独特的光学性质，如窄的激子结合能，出色的吸收特性，高稳定性，高电荷载流子迁移率和长载流子寿命，使其在光子突触仿真器件领域具有巨大的应用潜力。利用不同波长光照的响应性，实现突触可塑性功能的模拟仿真，包括短期塑性（STP），长期可塑性（LTP），成对脉冲促进（PPF），成对脉冲抑制（PPD）和速率依赖可塑性（SRDP）等在计算机构建模块的设备级仿真。
具体来讲，本发明用源极和漏极分别模拟前神经元和后神经元，其特征是电荷捕获的过程中可以利用电操作模式中的关闭/开启状态的弛豫倾向来模拟生物兴奋/抑制活动。器件的栅控特性可以对积聚的载流子(离子或电子)进行处理, 引起可控传导沟道的产生, 于是形成了具有可调忆阻特性的器件结构, 其中传导沟道和栅极作为信号传输和调节模块, 类似于生物突触结构。并且在本发明提供的器件中，可以很容易的同时监测和操作两个信号的传输和调制过程, 这种信息处理方式与突触活动的时间加和性相一致。
与生物突触类似, 本发明光控神经突触仿生电子器件突触的沟道电流可以通过调节栅极电压脉冲而被精确地调整。在栅极施加一个脉冲时会诱发一个瞬时的沟道电流,这样一个非线性的沟道电流与生物突触中的兴奋性突触后电流非常类似,施加在栅极的电压脉冲可以被看作是突触前脉冲或外部刺激, 沟道的传导性可以被看作是突触权重，进而可以模拟短时程可塑性(包括双脉冲易化、动态过滤、处理时空关联的脉冲和适应等), 长时程增强和长时程抑制, 短时程记忆到长时程记忆的转变, 放电时间依赖性可塑性, 分流抑制等突触功能。
本发明将CsPbX3（X=Cl,Br,I）量子点层与聚合物层层叠制成浮栅层，所述聚合物层可以很好的将CsPbX3量子点层保护起来从而阻止CsPbX3量子点层与空气中的水氧接触，提高器件的稳定性；同时CsPbX3量子点具有光响应性，通过简单的调节光照波长来改变电子器件中的光生电流数值，进而模拟人脑中兴奋性突触后电流增强效应，结合反向电场刺激可实现对抑制性突触后电流减弱效应；同时通过对对兴奋性突触后电流与时间关系的表征分析进而实现对人脑中短期记忆向长期记忆的转变过程，最终通过调控光照的间隔时间，实现双脉冲易化向双脉冲抑制的转变过程。因此，本发明基于CsPbX3量子点的神经突触仿生电子器件具有易调控、低功耗、高稳定性等性能优点，有望在不久的将来实现无数科学家一直以来的梦想一一开发出与人脑结构类似的认知型计算机以及类人机器人。
优选地，所述氧化物层的材料为二氧化硅或氧化铝；和/或所述氧化物层的厚度为80-120nm。
优选地，所述半导体层的材料为并五苯；和/或所述半导体层的厚度为25-50nm。
基于上述光控神经突触仿生电子器件，本发明还提供一种光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其中，如图2所示，包括步骤：
S10、提供一种量子点溶液和一种聚合物氯苯溶液；
S20、在表面掺杂有氧化物层的硅片上沉积所述量子点溶液，形成量子点层，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种；
S30、在所述量子点层表面沉积所述聚合物氯苯溶液，形成聚合物层；
S40、在所述聚合物层表面沉积半导体材料溶液，形成半导体层；
S50、在所述半导体层表面两侧端分别沉积金属材料作为源极和漏极，制得光控神经突触仿生电子器件。
具体来讲，所述量子点溶液的制备方法包括步骤：将碳酸铯与十八烯以及油酸混合，加热至120-180℃至反应完全生成油酸铯溶液；将卤化铅和十八烯混合，加热至100-140℃，然后再加入油胺和油酸，混合并加热至150-180℃，最后加入所述油酸铯溶液，反应5-10s后加入乙醇使生成的量子点沉淀；将所述量子点沉淀分散在正己烷溶剂中，混合制得量子点溶液。
优选地，所述油酸铯与卤化铅的摩尔比为5-6:1。
对于上述所制备的量子点材料，本发明可以采用常规的显微技术如原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）来表征材料的尺寸和形貌，可以采用拉曼光谱、X射线衍射（XRD）以及高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）判定材料的成分和晶体结构。
本发明制备的的CsPbX3量子点材料不需要表面钝化和高温处理，量子效率就高达90%，并且光谱范围可调（410-700nm），发光峰窄（半峰宽15-25 nm），色域广（150%），这些性质使得CsPbX3呈现出独特的优异的光学性能和电学性能。
本发明将溶液法合成的CsPbX3量子点应用于神经突触仿生电子器件中，具有集成光子突触和神经形态计算的新颖架构，同时具有易调控、低功耗、高稳定性等性能优点，有望在不久的将来实现无数科学家一直以来的梦想一一开发出与人脑结构类似的认知型计算机以及类人机器人。
作为其中一实施方式，在所述步骤S20中，先将表面重掺杂了100nm氧化物层的硅晶圆片切成2×2cm大小，加入Decon 90和超纯水并使用超声清洗仪清洗表面，之后用氮气枪吹干附着的超纯水并用真空干燥箱烘干；然后将所述量子点溶液以1500-4000rpm的转速在表面掺杂有氧化物层的硅片上旋涂35-45s，旋涂完后以80-120℃的温度退火50-70 min，制得量子点层。
优选地，所述量子点溶液的浓度为0.05-1.0 mg/ml，本发明通过调节旋涂仪的旋涂转速以及量子点溶液的溶度可对量子点层的厚度进行调节。
所述聚合物溶液的制备方法包括步骤：将聚合物粉末溶解在氯苯溶液中并进行超声处理，得到聚合物氯苯溶液。例如，将PMMA粉末按一定比例溶解于氯苯溶液中，将混合液置于超声机中使PMMA均匀分散在溶液中得到PMMA氯苯溶液。
作为其中一实施方式，本发明还在量子点层表面制备了一层聚合物层，以保护其稳定性，具体来讲，将预先制备的聚合物溶液以3000rpm转速在量子点层表面旋涂40s，旋涂完后以90-100℃的温度退火1-2h，即可制得聚合物层，所述聚合物层的厚度可通过旋涂溶液的转速以及溶液的浓度来调节。
作为其中一实施方式，在所述步骤S40中，可以将半导体材料以0.1 Å/s的速率在10-6Torr的真空度下以热蒸发的形式，直接蒸镀在聚合物层上以形成半导体层。所述半导体层材料优选为并五苯。
作为其中另一实施方式，在所述步骤S50中，优选将约30nm厚的金电极以0.1 Å/s的速率在10-6Torr的真空度下以热蒸发的形式，通过长宽分别为1000μm和50μm的掩膜版蒸镀在并五苯薄膜上，最终形成源极和漏极。
本发明所述基于CsPbX3的光控神经突触仿生电子器件的性能，可以通过聚合物种类、CsPbX3量子点层的厚度以及各个参数的不同组合来进行调节。
下面通过具体实施例对本发明一种光控神经突触仿生电子器件的制备方法以及光控神经突触仿生电子器件的性能测试做进一步的解释说明：
实施例1
在氮气手套箱中将碳酸铯与十八烯、油酸充分混合，加热至150℃至反应完全生成油酸铯溶液；
再将氯化铅和十八烯充分混合后加热到120℃，依次注入油胺和油酸，待完全混合溶解后加热到160℃，再注入100℃的油酸铯，油酸铯与氯化铅的摩尔比为5:1，反应5秒后冰浴；
使用乙醇使制备的CsPbCl3量子点沉淀，重新分散在正己烷溶液中，即得无机卤素钙钛矿荧光量子点CsPbCl3溶液。
在掺杂有二氧化硅的Si基底之上旋涂CsPbCl3量子点溶液，之后在100℃进行退火1h，形成CsPbCl3量子点层；
在CsPbCl3量子点层之上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯溶液形成聚合物层；
通过热蒸发技术将并五苯有机小分子蒸镀在聚合物层之上，形成30 nm厚度的并五苯层；
最后将30nm厚的金电极以热蒸发的形式通过掩膜板形成金属薄膜电极，最终得到基于CsPbCl3量子点的光控神经突触仿生电子器件。
实施例2
在氮气手套箱中将碳酸铯与十八烯、油酸充分混合，加热至150℃至反应完全生成油酸铯溶液；
再将溴化铅和十八烯充分混合后加热到120℃，依次注入油胺和油酸，待完全混合溶解后加热到160℃，再注入100℃的油酸铯，油酸铯与溴化铅的摩尔比为6：1，反应5秒后冰浴；
使用乙醇使制备的CsPbBr3量子点沉淀，重新分散在正己烷溶液中，即得无机卤素钙钛矿荧光量子点CsPbBr3溶液。
在掺杂有氧化铝的Si基底之上旋涂CsPbBr3量子点溶液，之后在120℃进行退火70min，形成CsPbBr3量子点层；
在CsPbBr3量子点层之上旋涂聚苯乙烯(PS)溶液形成聚合物层；
通过热蒸发技术将并五苯有机小分子蒸镀在聚合物层之上，形成30 nm厚度的并五苯层；
最后将30nm厚的金电极以热蒸发的形式通过掩膜板形成金属薄膜电极，最终得到基于CsPbBr3量子点的光控神经突触仿生电子器件。
实施例3
在氮气手套箱中将碳酸铯与十八烯、油酸充分混合，加热至150℃至反应完全生成油酸铯溶液；
再将碘化铅和十八烯充分混合后加热到120℃，依次注入油胺和油酸，待完全混合溶解后加热到160℃，再注入100℃的油酸铯，油酸铯与碘化铅的摩尔比为6：1，反应5秒后冰浴；
使用乙醇使制备的CsPbI3量子点沉淀，重新分散在正己烷溶液中，即得无机卤素钙钛矿荧光量子点CsPbI3溶液。
在掺杂有氧化铝的Si基底之上旋涂CsPbI3量子点溶液，之后在80℃进行退火50min，形成CsPbI3量子点层；
在CsPbI3量子点层之上旋涂聚乙烯基吡啶(Pvpy)溶液形成聚合物层；
通过热蒸发技术将并五苯有机小分子蒸镀在聚合物层之上，形成30 nm厚度的并五苯层；
最后将30nm厚的金电极以热蒸发的形式通过掩膜板形成金属薄膜电极，最终得到基于CsPbI3量子点的光控神经突触仿生电子器件。
本发明还对上述实施例中制备的光控神经突触仿生电子器件进行了性能测试，以实施例1制备的光控神经突触仿生电子器件为例，其测试方法及结果如下所示：
对神经突触仿生电子器件特性进行测试表征方法为：在探针台和倒置显微镜上测定上使用安捷伦2902半导体参数分析仪测定神经突触仿生电子器件的电学性能。通过调节栅极电压脉冲而被精确地调整器件突触的沟道电流，在器件沟道上方施加一个光照脉冲时，诱发的瞬时沟道电流可视为是兴奋性突触后电流。使用同样的测试手段测试器件突触权重与时间的变化规律，对神经突触仿生电子器件的突触功能测试的示意图如下所示：
如图3所示，在施加光脉冲刺激时，其过程类似于信息写入，即“学习”的过程。光脉冲刺激后，兴奋性突触后电流值实现了瞬间的增加。随着时间的增加，电流值逐渐减小，并稳定在一定的数值。从而模拟了人脑中短期记忆向长期记忆的转变过程。随着刺激的光脉冲的强度的增加，突触后电流在刺激前后的差值变大，模拟了强烈的刺激给人脑留下更深的印象，更不容易遗忘。
如图4所示，在I-t测试中表征了器件在不同波长的光脉冲刺激下的兴奋性突触后电流值随着时间的变化过程。即器件可以根据施加光照波长的不同而改变兴奋性突触后电流值。
如图5所示，在I-t测试中表征了器件在一系列连续的不同强度的光脉冲刺激下的兴奋性突触后电流值随着时间的变化过程，从而对应不同的记忆状态。
如图6所示，在双脉冲测试中，第二个脉冲引起相对第一个脉冲更大的电流变化，即对应了记忆增强效果。
如图7所示，进一步的不同光强度下双脉冲增强效果与脉冲间隔时间的关系是非线性下降的。
如图8所示，进一步的不同光波长下双脉冲增强效果与脉冲间隔时间的关系是非线性下降的。
如图9所示，随着施加在器件上的光脉冲刺激数量的增加，器件也能更好的“记忆”。当光脉冲刺激撤掉以后，受过更多刺激的器件的突触重量变化更小，这种变化即为器件更好的记住了刺激。相反，较少的刺激的器件则更容易“遗忘”。
如图10所示，器件在连续的光脉冲的刺激下，突触后电流值会有增强效应。当使用负向电压刺激，突触后电流会逐渐变小，即为抑制效应。可见其突触后电流的保持和改变是可控的。
如图11所示，在不同时间间隔的光脉冲刺激下，器件中的突触后电流会发生明显的变化。在更紧密的刺激下，器件有明显的突触后电流增强效果，而如果刺激的间隔变大，器件中的突触后电流数值变小。
通过对实施例2、实施例3以及实施例4中制备的光控神经突触仿生电子器件进行性能测试发现，其均与实施例1中的性能相接近。
综上所述，本发明将CsPbX3（X=Cl,Br,I）量子点层与聚合物层层叠制成浮栅层，所述聚合物层可以很好的将CsPbX3量子点层保护起来从而阻止CsPbX3量子点层与空气中的水氧接触，提高器件的稳定性；同时CsPbX3量子点具有光响应性，通过简单的调节光照波长来改变电子器件中的光生电流数值，进而模拟人脑中兴奋性突触后电流增强效应，结合反向电场刺激可实现对抑制性突触后电流减弱效应；同时通过对对兴奋性突触后电流与时间关系的表征分析进而实现对人脑中短期记忆向长期记忆的转变过程，最终通过调控光照的间隔时间，实现双脉冲易化向双脉冲抑制的转变过程。因此，本发明基于CsPbX3量子点的神经突触仿生电子器件具有易调控、低功耗、高稳定性等性能优点，有望在不久的将来实现无数科学家一直以来的梦想一一开发出与人脑结构类似的认知型计算机以及类人机器人。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种光控神经突触仿生电子器件，其特征在于，包括作为栅极的硅基底、从下至上依次设置在所述硅基底上的氧化物层、量子点层、聚合物层、半导体层以及金属薄膜顶电极，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种，所述量子点层与所述聚合物层层叠形成浮栅层，所述金属薄膜顶电极包括源极和漏极，所述源极和漏极之间沟道的长为800-1200μm，所述源极和漏极之间沟道的宽为40-60μm，其中，所述沟道和所述浮栅层的栅极作为信号传输和调节模块。
2.根据权利要求1所述的光控神经突触仿生电子器件，其特征在于，所述氧化物层的材料为二氧化硅或氧化铝；和/或所述氧化物层的厚度为80-120nm。
3.根据权利要求1所述的光控神经突触仿生电子器件，其特征在于，所述聚合物层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙烯基吡啶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的光控神经突触仿生电子器件，其特征在于，所述金属薄膜顶电极的材料为Al、Cu、Au或Pt中的一种。
5.一种光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供一种量子点溶液和一种聚合物氯苯溶液；
在表面掺杂有氧化物层的硅片上沉积所述量子点溶液，形成量子点层，所述量子点层的材料为CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3中的一种或多种；
在所述量子点层表面沉积所述聚合物氯苯溶液，形成聚合物层；
在所述聚合物层表面沉积半导体材料溶液，形成半导体层；
在所述半导体层表面两侧端分别沉积金属材料作为源极和漏极，制得光控神经突触仿生电子器件。
6.根据权利要求5所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液的制备方法包括步骤：
将碳酸铯与十八烯以及油酸混合，加热至120-180℃至反应完全生成油酸铯溶液；
将卤化铅和十八烯混合，加热至100-140℃，然后再加入油胺和油酸，混合并加热至150-180℃，最后加入所述油酸铯溶液，反应5-10s后加入乙醇使生成的量子点沉淀；
将所述量子点沉淀分散在正己烷溶剂中，混合制得量子点溶液。
7.根据权利要求6所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其特征在于，所述最后加入所述油酸铯溶液，反应5-10s后加入乙醇使生成的量子点沉淀的步骤中，油酸铯与卤化铅的摩尔比为5-6:1。
8.根据权利要求5所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液的浓度为0.05-1.0 mg/mL。
9.根据权利要求5所述的光控神经突触仿生电子器件的制备方法，其特征在于，所述在表面掺杂有氧化物层的硅片上沉积所述量子点溶液，形成量子点层的步骤包括：
将所述量子点溶液以1500-4000 rpm的转速在表面掺杂有氧化物层的硅片上旋涂35-45s，旋涂完后以80-120℃的温度退火50-70 min，制得量子点层。
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| Synergies of Electrochemical Metallization and Valance Change in All‐Inorganic Perovskite Quantum Dots for Resistive Switching;Yan Wang等;《Adv. Mater.》;20180521;第30卷(第28期);第1页第2栏第2段至第9页第1栏第1段，支持信息，图1-5 * |
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