基于复合蚕血液蛋白质柔性透明可穿戴生物忆阻器的制作及其非易失性阻变特性研究

基本信息
批准号:61801174
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:王璐
学科分类:
依托单位:黑龙江大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:温殿忠,刘红梅,鞠鑫,王金一,候宝东,王亚超
关键词:
生物忆阻器非易失性阻变特性蚕血液蛋白质
结项摘要

In this project,natural non-toxic silkworm hemolymph proteins are used as the main materials of bio-memristor active layers, and the biological composite materials doped with gold and other nanoparticles are used to effectively improve the memory characteristics of the memristors. The production methods of the floating gate lamellar active layer Al/silkworm hemolymph/Ag NPs/silkworm hemolymph/ITO bio-memristors, the contacting lamellar active layer Ag/silkworm hemolymph/ITO bio-memristors, and the mixing active layer Al/ silkworm hemolymph-Au/ITO bio-memristors are studied. The film characterizations and electrical characteristics of three different structure bio-memristors are compared and analyzed respectively. The nonvolatile resistance switching mechanisms of bio-memristors are studied in depth. The effects of temperature, magnetic field, the thickness of active layer and the concentration of nanoparticles on the performance of bio-memristors are studied. The silkworm hemolymph bio-memristors doped with nanoparticles studied in this project have advantages of flexibility,transparency, wearability, degradability, biocompatibility, environmental protection, high performance, low cost, low power consumption, etc. This research is an important base of the new generation of storage technology. It has broad and important application prospects of large capacity information storage, logic computation, artificial neural network, bio-electronics and flexible integrated circuits in the future.

本项目以天然无毒的蚕血液蛋白质作为生物忆阻器活性层主体材料,利用金等纳米粒子掺杂的生物复合材料来有效提高忆阻器存储特性,研究制作浮栅式层状活性层Al/蚕血蛋白质/Ag NPs/蚕血蛋白质/ITO结构、接触式层状活性层Ag/蚕血蛋白质/ITO结构、混掺活性层Al/蚕血蛋白质-Au/ITO结构生物忆阻器。分别对三种不同结构生物忆阻器进行薄膜表征和器件电学特性比较分析,深入研究生物忆阻器的非易失性阻变机理,并研究温度、磁场、活性层厚度及纳米粒子浓度对生物忆阻器性能影响。本项目研究的基于纳米粒子掺杂的蚕血液蛋白质生物忆阻器,具有柔性、透明、可穿戴、可降解、生物相容、绿色环保、高性能、低成本、低功耗等优点,为新一代存储技术奠定重要基础,在未来的大容量信息存储、逻辑计算、人工神经网络、生物电子和柔性集成电路等方面具有广泛而重要的应用前景。

项目摘要

在国家自然科学基金(青年)项目支持下,课题组按计划开展了基于复合蚕血液蛋白质柔性透明可穿戴生物忆阻器的制作及其非易失性阻变特性研究,包括1)多种复合蚕血蛋白质生物忆阻器的制作工艺研究;2)多种复合蚕血蛋白质生物忆阻器的材料表征、电学特性分析和非易失性阻变机理研究;3)温度、活性层厚度及纳米粒子浓度对生物忆阻器性能影响的研究等。本项目研究的生物忆阻器具有高性能、低成本、低功耗、生物相容、可生物降解等优势,为新一代存储技术奠定重要基础。.本课题成果发表SCI期刊论文9篇,申请国家专利6项(其中1项已授权)。培养18名硕士研究生。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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