紫外光与热退火协同增强PVA/PbI2突触晶体管的电荷俘获效应及其类脑计算应用研究

来自国内的研究人员通过集成紫外光照射与热退火处理，显著增强了PVA/PbI2电荷俘获型突触晶体管的性能。研究发现该处理可诱导PbI2分解生成PbO并调控碘空位(VI)浓度，在87.5 mW cm?2紫外光与150°C退火条件下获得8.56±0.34 V滞后窗口。器件展现出典型突触特性，图像识别准确率达90.1%，为神经形态计算与人工智能领域提供创新解决方案。

　　

电荷俘获型突触晶体管因其优异的非易失性、可控沟道电导和开关性能，已成为神经形态器件领域的研究热点。本研究采用聚乙烯醇(PVA)薄膜平滑碘化铅(PbI₂)表面，有效降低表面粗糙度并缓解PbI₂/铟镓锌氧(IGZO)异质结处的电荷俘获现象。随着PbI₂厚度增加，PVA/PbI₂突触晶体管展现出逐步增强的电荷俘获能力，这归因于碘空位(V_I)浓度提升。

通过紫外光照射与热退火的协同处理，可显著增强器件电荷俘获能力：该处理诱导PbI₂分解生成氧化铅(PbO)，从而精准调控V_I浓度。在87.5 mW cm^?2较低紫外光强度下，器件滞后窗口随温度升高呈现先增后减趋势；而当紫外光强度升至122.5 mW cm^?2时，滞后窗口随温度升高单调下降。在87.5 mW cm^?2紫外光与150°C热退火优化条件下，器件获得8.56±0.34 V的显著滞后窗口（栅压V_G扫描范围：-10至10 V）。

最终制备的PVA/PbI₂电荷俘获突触晶体管展现出典型突触特性，经过40次训练周期后，图像识别准确率高达90.1%。这项研究表明该器件在神经形态计算与人工智能(AI)领域具有重要应用价值。