在脑科学领域,利用人工类脑突触去模拟生物突触特性也不再是天方夜谭,作为当前世界上最前沿和热门的技术之一,越来越多专家学者投入到该领域并且取得了很多实验性结果,为神经网络和人工智能的长足发展奠定基础。受启发于当前已有的人工突触,例如晶体管或者忆阻器,都是利用离子、质子或者电子来传递神经刺激,本文首次提出并制备了光致突触晶体管,利用光子传递神经刺激。并对该突触晶体管的模拟特性进行研究,实验显示该突触晶体管可模拟出生物突触的成对脉冲易化效应(PPF),一维和多维的记忆效应以及饱和效应。主要工作包括:对比分析后,选择光致晶体管的衬底材料和外延缓冲层材料,使用AutoCAD软件来设计器件的结构,再利用紫外光刻技术,刻蚀技术以及电子束蒸镀技术完成器件的制备,最后用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)来表征器件的物理结构和表面粗糙度。搭建了测量系统对光致突触晶体管的记忆效应和饱和效应进行测试。使用突触晶体管的一个发射极和一个集电极,模拟点对点神经元(一维),测试方案主要分为三个部分:单脉冲(单刺激)延时测试;双脉冲(双刺激)叠加测试;连续脉冲(连续刺激)饱和测试。实验结果显示该光致突触晶体管可实现一维记忆效应和饱和效应。当多发射极对应一个集电极时,模拟神经元组网(多维)。重新设计、制备出双发射极光致突触晶体管,并进行物理表征、模拟测试和结果分析。测试方案分为两个部分:多维单个刺激下记忆效应的叠加和识别,识别多维连续刺激下记忆效应的饱和和识别。实验结果显示该双发射极光致晶体管可模拟多维记忆的识别与饱和。