憶阻器是具有記憶功能的非線(xiàn)性電阻器。憶阻器作為仿神經(jīng)器件,在類(lèi)腦計算和腦機接口等領(lǐng)域頗有潛力。近年來(lái),中國科學(xué)院化學(xué)研究所于萍課題組致力于流體憶阻器研究,在器件構筑、傳輸原理與應用方面展開(kāi)了系統研究。前期,該團隊設計并構筑了聚電解質(zhì)限域流體體系,發(fā)現了該體系中的憶阻行為,實(shí)現了突觸可塑性的化學(xué)調控行為、神經(jīng)化學(xué)信號與電信號轉導的模擬,為發(fā)展類(lèi)化學(xué)突觸功能器件、神經(jīng)智能傳感、神經(jīng)形態(tài)計算等提供了新思路。
近期,課題組設計了新型流體憶阻器器件結構和原理,提出并發(fā)展了基于有機液膜的離子選擇性憶阻器。研究構建溶有二苯并18-冠醚-6的二氯乙烷液膜體系,發(fā)現該體系具有憶阻器特征,利用液膜中離子的濃度分布變化,實(shí)現了器件的記憶效應,模擬了多種神經(jīng)電行為。相比于傳統固體器件,研究發(fā)展的流體器件具有可與生物體系相比擬的工作電壓和功耗。更重要的是,利用二苯并18-冠醚-6的鉀離子選擇性,這一器件實(shí)現了對依賴(lài)離子選擇性的神經(jīng)功能如靜息電位等的模擬,為實(shí)現多離子并行類(lèi)腦智能傳感和類(lèi)腦計算奠定了基礎。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì )、科學(xué)技術(shù)部和中國科學(xué)院的支持。該工作由化學(xué)所和中國科學(xué)院大學(xué)合作完成。
基于仿生有機液膜的離子選擇性憶阻器件