人工智能的发展催生了对具有并行运算能力、高容错性和低功耗性芯片的需求,集成了人工神经元和突触的神经形态芯片得到学界的广泛关注。为了应对摩尔定律接近极限给半导体产业带来的瓶颈,研究可以代替晶体管阵列的单个人工突触器件成为研究热点。针对当前突触模拟领域存在的一些难题,如难以实现可调控的可塑性、内在机制与突触生理环境相差较大、缺乏定量分析模型等,本文设计了基于聚合物电解质/半导体多层膜的类突触器件,通过电学脉冲测试实现了易化-抑制复合可塑性,填补了模拟“谢弗侧枝”突触细胞方面的空白,同时从离子动力学的角度,建立了物理和数学模型,为采用人工器件实现突触计算提供了理论和实验依据。首先,本文制备了Pt/P3HT/PEO-CaTf₂/Pt多层膜器件,利用其在脉冲结束时的放电电流,模拟后突触电流（PSC）和突触权重。在连续正向脉冲下,突触权重呈先增大后减小的趋势,同时呈现低频抑制、高频易化的滤波特性,这与大鼠海马体中具有短程易化-长程抑制的谢弗侧枝类似。我们建立了基于离子动力学的物理模型,指出Ca²⁺浓差极化和静电掺杂过程分别对内电场具有增强和抑制效果,相当于突触前膜中残余Ca²⁺水平的上升和下降。其次,本文提出了与生物学研究类似的F-D数学模型,用来描述器件的易化-抑制复合型短程可塑性。拟合结果显示,易化参数F具有远小于抑制参数D的时间常数,即浓差极化的建立远快于Ca²⁺向P3HT的静电掺杂,因此器件在不同时间尺度上呈现多种可塑性。最后,为了验证器件性能的可调控性,我们改变了PEO-CaTf₂混合层的成分,制备了具有不同结构的器件。XRD、Raman等表征结果显示,不同成分的PEO-CaTf₂中阴离子的聚集态结构发生变化,随盐浓度升高,迁移能力较差的阴阳离子对和离子团聚含量上升,而迁移能力较好的自由阴离子含量下降。结果发现,随器件的盐浓度升高,易化-抑制相结合的可塑性将逐渐变为单一易化的可塑性。该结果显示不同的离子聚集态种类可以对信号选择性能进行调控,这与生物体实现用不同离子及蛋白质,传递不同信号的本质相类似。