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  近日，湖南师范大学研究团队在国际著名应用物理期刊Physica Status Solidi-Rapid Research Letters上发表了题为“Synaptic Behaviors Mimicked in Low-Voltage P-Type CuI Neuromorphic Transistors”的研究论文（DOI: 10.1002/pssr.202300487）。物理与电子科学学院硕士研究生姜广钢为第一作者，窦威副教授和唐东升教授为通讯作者。

图a显示了器件在负栅极电压下离子在壳聚糖中的运动示意图。当向栅极施加恒定的负电压时，壳聚糖中的阴离子连续地接近与沟道的界面。结果，通过改变脉冲电压的持续时间获得了图b所示的结果。在V_gs=0.3 V 时，器件的初始电流值为≈ 0.7 nA，在V_gs=-0.1 V时，最大EPSC达到≈364 nA，持续时间为200 ms。很明显，所得到的EPSC值随着脉冲持续时间的增加而持续增加。这可以归因于壳聚糖中的一些自由阴离子在电压的连续作用下移动到栅介质和沟道之间的界面，增强了EDL效应，促进了电流的增加。随后，所有EPSC在去除脉冲后衰减到接近初始电流，表现出STP。图c显示了EPSC振幅的峰值，该峰值可以通过在恒定脉冲电压下改变脉冲持续时间来改变。峰值增长越来越慢，逐渐趋于饱和。这是因为当栅极电压保持恒定时，可以被驱动的阴离子的数量是有限的。它类似于生物突触中的神经递质。图d显示了在较长脉冲时间（200 ms）下不同栅极脉冲的EPSC振幅。随着栅极电压逐渐的减小，振幅变得越来越大。这与前面的结论是一致的。脉冲时间从20 ms增加到200 ms，并且仍然保持STP。后续工作将集中于开发这种p型CuI突触TFT的长期存储器。

本工作成功地制备了模拟生物突触的低电压（1 V）EDL p沟道CuI神经形态TFT。其电流开关比为2 ×10⁴、亚阈值摆幅为82 mV dec^-1、饱和场效应迁移率为0.12 cm²V^-1s^-1。通过单脉冲刺激、双脉冲刺激和多脉冲刺激，以及通过改变脉冲强度、脉冲持续时间和脉冲间隔来验证STP。结果表明，这种p型CuI神经形态晶体管在未来集成突触电子学应用中具有巨大潜力。

   这项工作得到了国家自然科学基金62104068和12074116的资助，以及湖南省教育局研究基金20B345的部分资助。