CN114497247A - 基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法，器件包括：衬底，设置于衬底上方的栅极、源极、漏极及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，栅极设置在衬底上方，栅极上方依次覆盖第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，第三二维材料层上方分别覆盖源极及漏极且源极与漏极之间形成沟道。第二二维材料层中包括缺陷态的六方氮化硼，第一二维材料层作为吸光层，第二二维材料层作为隔离层，第三二维材料层作为读出层。本发明器件结构简单，工作原理简洁易懂，制备工艺简单，易于上手；基于纯二维薄膜材料垂直堆叠，尺寸小，有利于高密度高集成度的需要。

Description

基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法。
背景技术
随着人工智能的进一步发展，高效的数据访问和海量的数据存储需求对计算模块与存储单元相独立的传统冯·诺依曼架构体系提出了越来越大的挑战，同时，半导体技术发展已逼近于摩尔定律极限，通过提升工艺来提升冯·诺依曼架构性能也越来越困难。而通过模拟生物大脑中神经元和突触进行数据处理的神经形态计算由于具有低能耗、自适应学习、高并行计算等优点,已经成为了高性能计算发展的一个重要方向，在器件层面上，制备出具有模拟生物大脑中突触功能的人工突触器件成为了一个十分重要的研究方向。
二维材料相比于传统体材料在厚度、界面、迁移率等方面具有优异的特性，多样的材料选择范围、多种性质的材料堆叠可形成多种器件结构，实现丰富的器件功能。而其原子层级别的厚度在未来器件的小型化和集成化方面也具有着极大的优势，在半导体技术后摩尔时代具有广泛的应用价值。
基于传统CMOS的人工突触器件，模拟1个突触行为需要多个晶体管，难以提高集成度，对高密度的人工神经网络建立带来困难和挑战。而具有非易失性存储功能的新结构突触器件，能够在单个器件中实现突触功能，对于人工神经网络的发展和应用中具有广阔前景。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种基于二维材料的多功能光敏突触器件及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件，包括：
衬底；
设置于衬底上方的栅极、源极、漏极及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述栅极设置在衬底上方，栅极上方依次覆盖第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述第三二维材料层上方分别覆盖源极及漏极且源极与漏极之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层中包括缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层作为吸光层，所述第二二维材料层作为隔离层，所述第三二维材料层作为读出层。
作为一种可实施方式，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
作为一种可实施方式，所述第一二维材料层包含具备光吸收功能的二维半导体材料；
第一二维材料层包括若干过渡金属硫化物层或若干过渡金属硒化物层或两者的混合。
作为一种可实施方式，所述第三二维材料层包括导电透光的二维材料；
所述第三二维材料层包括单层或5层及以下石墨烯、单层或5层及以下过渡金属硫化物或单层或5层及以下过渡金属硒化物。
作为一种可实施方式，所述衬底为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；
绝缘材料为玻璃、氧化硅片、陶瓷、PET及PI中的任意一种。
作为一种可实施方式，包括两个栅极和两个第一二维材料层，两个栅极之间形成第一通道，两个第一二维材料层分别覆盖在两个栅极的上方，两个第一二维材料层之间设有第二通道，所述第一通道与第二通道相互连通，所述第一通道的下方暴露出衬底的上表面，所述第二通道的上方暴露出第二二维材料层的下表面。
作为一种可实施方式，当所述栅极所加正向脉冲信号的幅值为1～5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，所加负向脉冲的信号幅值为-1～-5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s时，实现突触的增强功能或抑制功能。
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，包括以下步骤：
提供衬底，所述衬底为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；
在所述衬底顶层的上方形成栅极；
栅极上方依次覆盖堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层；
所述第三二维材料层上方分别形成源极及漏极，且源极与漏极之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层包含缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层作为吸光层，所述第二二维材料层作为中间隔离层，所述第三二维材料层作为读出层。
作为一种可实施方式，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
作为一种可实施方式，在覆盖第二二维材料层之前还包括以下步骤：
在所述衬底顶层的上方形成两个栅极，两个栅极之间设有第一通道，所述第一通道的深度与栅极的厚度相同；
每个栅极上方堆叠第一二维材料层，两个第一二维材料层之间形成第二通道，所述第二通道的位置与第一通道相对应所述第二通道的深度与第一二维材料层的厚度相同。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
1.本发明器件结构简单，工作原理简洁易懂，制备工艺简单，易于上手。
2.本发明器件基于纯二维薄膜材料垂直堆叠，尺寸小，有利于高密度高集成度的需要。
3.本发明器件可实现电调制/光-电混合调制双工作模式，双栅极器件具有光开关逻辑功能，工作手段多样，应用场景广泛。
4.本发明器件光吸收层与读出层分离，在光-电混合调制工作模式下，可兼具高光响应度和高速读出的优势。
5.本发明作为吸收层的第一二维材料层，能根据实际应用波长所需任意选择合适二维材料，具备应用灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于二维材料的单栅多功能光敏突触器件的结构三维示意图；
图2为本发明实施例提供的基于二维材料的单栅多功能光敏突触器件的结构的截面图；
图3为本发明实施例器件转移特性曲线图；
图4为本发明实施例器件电调制模式下LTP/LTD特性曲线图；
图5为本发明实施例器件光-电混合调制模式下LTP/LTD特性曲线图；
图6为本发明实施例提供的基于二维材料的双栅多功能光敏突触器件的结构三维示意图；
图7为本发明实施例提供的基于二维材料的双栅多功能光敏突触器件的结构的截面图；
图8与9为本发明一实施例在黑暗及光照条件下器件实现“与”、“或”逻辑功能的示意图。
附图中的标记为：
1、衬底；2、栅极；3、源极；4、漏极；5、第一二维材料层；6、第二二维材料层；7、第三二维材料层；8、第一通道；9、第二通道。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件，如图1-2所示，包括：
衬底1；
设置于衬底1氧化层上方的栅极2、源极3、漏极4及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层5、第二二维材料层6及第三二维材料层7，所述栅极2设置在衬底1上方，栅极2上方依次覆盖第一二维材料层5、第二二维材料层6及第三二维材料层7，所述第三二维材料层7上方分别覆盖源极3及漏极4且源极3与漏极4之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层6中包括缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层5作为吸光层，所述第二二维材料层6作为隔离层，所述第三二维材料层7作为读出层。
在一个实施例中，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
具体地，所述第一二维材料层5包含具备光吸收功能的二维半导体材料；第一二维材料层5可以为若干过渡金属硫化物层或若干过渡金属硒化物层或两者的混合；比如二硒化钨等，具体材料在此不再赘述。
另外，第三二维材料层7包括导电透光的二维材料；所述第三二维材料层7包括单层或5层及以下石墨烯、单层或5层及以下过渡金属硫化物或单层或5层及以下过渡金属硒化物。
另外，本方案中的衬底1为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；更加具体的，绝缘材料为玻璃、氧化硅片、陶瓷、PET及PI中的任意一种，当然还可以选用其他材料，在此不再赘述。
在一个实施例中，当所述栅极2所加正向脉冲信号的幅值为1～5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，所加负向脉冲的信号幅值为-1～-5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，实现突触的增强功能或抑制功能。
实施例2：
以下为示例性过程：
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，包括以下步骤：
S100、提供衬底1，所述衬底1为绝缘材料衬底或所述衬底1的顶层为绝缘材料层；
S200、在所述衬底1氧化层的上方形成栅极2；
S300、栅极2上方依次覆盖堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层5、第二二维材料层6及第三二维材料层7，其中，所述第二二维材料层6包含缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层5作为吸光层，所述第二二维材料层6作为中间隔离层，所述第三二维材料层7作为读出层；
S400、所述第三二维材料层7上方分别形成源极3及漏极4，且源极3与漏极4之间形成沟道。
在实际制备过程中，选择好衬底1的材料，堆叠结构的材料等，可以选用以下制备方法：
取用顶层含有100nm氧化层的氧化硅片作为衬底1；
在衬底1的氧化层表面使用光刻技术制作三端电极图案，并利用磁控溅射技术生长5nm铬及40nm金作为电极材料；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，转移二硒化钨至电极表面作为底层材料，使得二硒化钨覆盖栅极2同时不与源极和漏极相接触，此二硒化钨由机械剥离法制得；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，在二硒化钨上方转移堆叠含缺陷态的六方氮化硼作为第二二维材料层6，使得覆盖到有效区域，所使用的含缺陷态的六方氮化硼由机械剥离法制得，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，在缺陷态的六方氮化硼上方转移堆叠石墨烯作为第三二维材料层7材料，使得石墨烯覆盖有效区域，确保石墨烯与源极3及漏极4相接触形成沟道同时不与栅极2接触，石墨烯为由机械剥离法制得的单层或5层及以下石墨烯。
基于实施例1的结构和实施例2制备方法制备出的结构，做以下测试：
在电调制工作模式下，分别在源极3和漏极4的两端施加恒定电压，实时读出第三材料层形成沟道的电流。当给栅极2施加负向脉冲时，沟道的电导增加，电流上升，即对突触产生了兴奋刺激；当给栅极2施加正向脉冲时，沟道的电导降低，电流下降，即对突触产生了抑制，因此，能够通过控制施加脉冲的数量和极性来对光敏突触器件实现的权重进行调节。
在光-电混合调制工作模式下，即不仅施加了脉冲，还会施加光照，器件表面施加光照，当给栅极2施加负向脉冲的同时，沟道电导相较于暗态下显著增加，电流上升，可由此进一步实现信息编码；而当给栅极2施加正向脉冲时，与电调制模式下一致，沟道电导降低，并且对突触产生抑制，因此实现了光敏突触器件具备光驱动信息加密功能。
基于此，调控原理总结如下：
当在栅极2施加负向脉冲信号时，多功能光敏突触器件垂直方向上产生自上而下的电场，电荷在电场的作用下移动，由于第二二维材料层6包含缺陷态的六方氮化硼，因此对移动的电荷进行了捕获，在第三材料层形成的沟道中耦合出极性相反的电荷，进而电导增加，而当栅压为0V时，由于第二二维材料层6的捕获作用，捕获的电荷不会立即全部释放，因此沟道的电导不会立刻复位。
当在栅极2施加正向脉冲信号时，多功能光敏突触器件垂直方向上产生自下而上的电场，第二二维材料层6的缺陷态的六方氮化硼所捕获的电荷会在电场的作用下逐渐摆脱束缚，因此沟道电导也逐渐复位，当栅压为0V时，由于电场力不足以帮助电荷立即全部摆脱束缚，因此沟道电导不会立刻复位。
当对光敏突触器件进行光照时，入射光主要被第一二维材料层5吸收，因此入射光子会激发产生电子-空穴对，在电场的作用下电子-空穴对被分离，因此光生电荷产生并被第二二维材料层6缺陷态的六方氮化硼所捕获，沟道电导显著增加；当无光照时，无光生电荷产生，沟道电导无显著增加。
以上测试是在源极3和漏极4之间施加10mV恒定偏压，在栅极2施加-5～5V双向扫描电压，观察到的转移特性曲线如图3所示。从双向扫描的曲线中能得出：由于含缺陷态的六方氮化硼对电荷的捕获，转移曲线出现明显的回滞现象。
另外，还进行电调制工作模式下长时程突触可塑性(即长时程增强(LTP)、长时程抑制(LTD))的测试，测试过程及过程如下：
在源极3和漏极4之间施加10mV恒定偏压，在栅极2先施加50个脉冲宽度为500ms、脉冲间隔为500ms的负向脉冲信号，脉冲幅度为-4V，后施加50个脉冲宽度为500ms、脉冲间隔为500ms的正向脉冲信号，脉冲幅度为2V，测试所得LTP/LTD特性曲线如图4所示。对脉冲数目和极性的响应由电流的变化能直接体现，随着负向脉冲信号的不断施加，电导不断增加，电流呈现逐渐增加的趋势，实现了LTP功能。而随着后续正向脉冲信号的施加，电导不断减小，电流由升高趋势转变为下降趋势，最终电流大小回归到接近原始状态，实现了LTD功能。
还进行了进行光-电混合调制工作模式下长时程突触可塑性测试，施加与电调制工作模式下相同的源漏电压及栅压配置，分别测试不同光强的532nm激光光照条件和黑暗条件下器件LTP/LTD特性，结果如图5所示。在LTP段，除原有LTP特性外，电流的大小呈现出明显光暗差异，而在LTD段，电流大小则无明显光暗差异。由此表明，在LTP段能实现光信号编码进行信息加密的功能。
实施例3：
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件，如图6-7所示，包括：
衬底1，所述衬底1为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；
设置于衬底1氧化层上方的栅极2、源极3、漏极4及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层5、第二二维材料层6及第三二维材料层7，所述栅极2设置在衬底1上方，栅极2上方依次覆盖第一二维材料层5、第二二维材料层6及第三二维材料层7，并且包括两个栅极2和两个第一二维材料层5，两个栅极2之间形成第一通道8，两个第一二维材料层5分别设置在两个栅极2上方，两个第一二维材料层5之间设有第二通道9，所述第一通道8与第二通道9相互连通，所述第一通道8的下方暴露出衬底1的上表面，所述第二通道9的上方暴露出第二二维材料层6的下表面，所述第一通道8的下方暴露出衬底1的上表面，所述第二通道9的上方暴露出第二二维材料层的下表面，所述第三二维材料层7上方分别覆盖源极3及漏极4且源极3与漏极4之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层6中包括缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层5作为吸光层，所述第二二维材料层6作为隔离层，所述第三二维材料层7作为读出层。
在一个实施例中，第二二维材料层6的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
具体地，所述第一二维材料层5包含具备光吸收功能的二维半导体材料；第一二维材料层5包括若干过渡金属硫化物层或若干过渡金属硒化物层或两者的混合。
所述第三二维材料层7包括导电透光的二维材料；所述第三二维材料层7包括单层或5层及以下石墨烯、单层或5层及以下过渡金属硫化物或单层或5层及以下过渡金属硒化物。
在一个实施例中，所述衬底1为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；绝缘材料为玻璃、氧化硅片、陶瓷、PET及PI中的任意一种。
具体地，当所述栅极2所加正向脉冲信号的幅值为1～5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，所加负向脉冲的信号幅值为-1～-5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，实现突触的增强功能或抑制功能。
实施例4：
以下为示例性制备方法：
一种基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，包括以下步骤：
S100、提供衬底1，所述衬底1顶层为绝缘层；
S200、在所述衬底1顶层的上方形成两个栅极2，两个栅极2之间设有第一通道8，所述第一通道8的深度与栅极2的厚度相同；每个栅极2上方堆叠第一二维材料层5，两个第一二维材料层5之间形成第二通道9，所述第二通道9的位置与第一通道8相对应所述第二通道9的深度与第一二维材料层5的厚度相同，所述第一二维材料层5上方依次覆盖第二二维材料层6及第三二维材料层7，所述第二二维材料层6的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层5作为吸光层，所述第二二维材料层6作为中间隔离层，所述第三二维材料层7作为读出层；
S400、所述第三二维材料层7上方分别形成源极3及漏极4，且源极3与漏极4之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层6包含缺陷态的六方氮化硼。
具体地，在实际制备过程中，选择好衬底1的材料，堆叠结构的材料等，可以选用以下制备方法：
取用顶层含有100nm氧化层的氧化硅片作为衬底1；
在衬底1的氧化层表面使用光刻技术制作四端电极图案，并利用磁控溅射技术生长5nm铬及40nm金作为电极；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，两次转移二硒化钨至电极表面作为底层材料，经两次转移的二硒化钨成平行独立排布，分别覆盖两个栅极2电极，平行排布的二硒化钨彼此不接触，同时均不与源极和漏极相接触。所使用的二硒化钨由机械剥离法制得；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，在二硒化钨上方转移堆叠含缺陷态的六方氮化硼材料作为第二二维材料层6，使得平行摆布的二硒化钨上方均得到有效覆盖，所使用的含缺陷态的六方氮化硼由机械剥离法制得，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼；
通过PVA和PDMS辅助转移的方式，在缺陷态的六方氮化硼上方转移堆叠石墨烯作为顶层材料，使得石墨烯覆盖器件有效区域，确保石墨烯与源极和漏极相接触形成沟道同时不与栅极2电极接触，石墨烯为由机械剥离法制得的单层或5层及以下少层石墨烯。
在单独的电调制工作模式下，实现了实施例1和基于实施例2制备方法制备出的多功能突触器件的同样的功能，而在光-电混合调制工作模式下还发现：
在黑暗条件下能实现“与”逻辑功能，在光照条件下器件能实现“或”逻辑功能，如图8和9所示。
分别在黑暗和光照条件下，给任意一个栅极2施加电脉冲或者两个栅极2同时施加电脉冲进行测试，对沟道电流进行归一化处理后，黑暗条件下，仅两个栅极2同时施加电脉冲时，沟道电流大于阈值0.5；
而在光照条件下，给任意一个栅极2施加电脉冲以及两个栅极2同时施加电脉冲时沟道电流均大于阈值0.5；
也就是说，在光-电混合调制工作模式下，能实现光开关逻辑功能；在黑暗条件下，仅当双栅均施加电脉冲信号时，沟道电流可高于阈值电流，从而实现“与”逻辑功能；当光照条件下，当双栅中的任意一个施加电脉冲或二者均施加电脉冲信号时，沟道电流均可高于阈值电压，从而实现“或”逻辑功能。即通过光照或者非光照能实现逻辑“或”“与”功能并可通过光照条件进行“或”“与”的切换。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，包括：
衬底；
设置于衬底上方的栅极、源极、漏极及堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述栅极设置在衬底上方，栅极上方依次覆盖第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层，所述第三二维材料层上方分别覆盖源极及漏极且源极与漏极之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层中包括缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层作为吸光层，所述第二二维材料层作为隔离层，所述第三二维材料层作为读出层。
2.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
3.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第一二维材料层包含具备光吸收功能的二维半导体材料；
第一二维材料层包括若干过渡金属硫化物层或若干过渡金属硒化物层或两者的混合。
4.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述第三二维材料层包括导电透光的二维材料；
所述第三二维材料层包括单层或5层及以下石墨烯、单层或5层及以下过渡金属硫化物或单层或5层及以下过渡金属硒化物。
5.根据权利要求1所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，所述衬底为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；
绝缘材料为玻璃、氧化硅片、陶瓷、PET及PI中的任意一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，包括两个栅极和两个第一二维材料层，两个栅极之间形成第一通道，两个第一二维材料层分别覆盖在两个栅极的上方，两个第一二维材料层之间设有第二通道，所述第一通道与第二通道相互连通，所述第一通道的下方暴露出衬底的上表面，所述第二通道的上方暴露出第二二维材料层的下表面。
7.根据权利要求6所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件，其特征在于，当所述栅极所加正向脉冲信号的幅值为1～5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s，所加负向脉冲的信号幅值为-1～-5V，脉冲宽度的时间为0.5～3s时，实现突触的增强功能或抑制功能。
8.一种基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底，所述衬底为绝缘材料衬底或所述衬底的顶层为绝缘材料层；
在所述衬底顶层的上方形成栅极；
栅极上方依次覆盖堆叠结构，所述堆叠结构包括第一二维材料层、第二二维材料层及第三二维材料层；
所述第三二维材料层上方分别形成源极及漏极，且源极与漏极之间形成沟道，其中，所述第二二维材料层包含缺陷态的六方氮化硼，所述第一二维材料层作为吸光层，所述第二二维材料层作为中间隔离层，所述第三二维材料层作为读出层。
9.根据权利要求8所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，其特征在于，
所述第二二维材料层的缺陷态的六方氮化硼通过以下方式获得：
在温度为1200℃～1450℃，压强为10Pa的条件下进行生长，并在生长过程中引入0.6％的碳，进而得到缺陷态的六方氮化硼。
10.根据权利要求8或9所述的基于二维材料的多功能光敏突触器件制备方法，其特征在于，在覆盖第二二维材料层之前还包括以下步骤：
在所述衬底顶层的上方形成两个栅极，两个栅极之间设有第一通道，所述第一通道的深度与栅极的厚度相同；
每个栅极上方堆叠第一二维材料层，两个第一二维材料层之间形成第二通道，所述第二通道的位置与第一通道相对应所述第二通道的深度与第一二维材料层的厚度相同。
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