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  有機突觸晶體管（OSTs）結合其本征機械柔韌性和并發接收/讀取信息的優勢，在未來植入式神經形態系統、可穿戴人工智能和腦機接口等領域具有巨大的應用價值。然而，幾乎所有的器件仍構筑在剛性無機襯底或者厚的聚合物襯底上，這不可避免地限制了器件的機械柔韌性，甚至一些不可分解的襯底還會造成電子垃圾。因此，開發基于可降解電介質層的自支撐器件使有機突觸晶體管兼具超柔性和可降解性具有重要意義。

  針對這一問題，東北師范大學湯慶鑫教授和趙曉麗副教授團隊首次利用天然材料葡聚糖用作電介質層，以實現超柔可降解的有機突觸晶體管。葡聚糖作為一種可再生天然生物材料，具有以下獨特優勢：

（1）提取方法簡便，高效。

（2）對人體完全無毒，甚至可以作為營養物質為生物體提供能量。

（3）具有優異的水溶性，有助于通過簡單的旋涂工藝制造大面積、均勻薄膜。

  基于葡聚糖介電質層制備出的突觸晶體管器件厚度僅為309 nm，重量僅為0.6 g m^-2。它能夠像柔軟的薄紗一樣緊緊纏繞在蒲公英種子上而不會影響其在風中飛翔。并且在表面有許多不規則的褶皺和溝壑的人腦模型上，此超柔性超薄設備可以實現無縫粘附，而沒有任何縫隙。這些結果表明，超柔性突觸晶體管在未來的可植入電子產品、 可穿戴設備和人工智能應用中具有巨大優勢。

  此設備能夠完成一系列基本的模擬突觸功能，比如短期可塑性(STP)、長期可塑性(LTP)，以及突觸權重在多達3000次的脈沖調制下的增強與抑制。此外，作者還研究了不同柵極脈沖的寬度、幅度以及數目對突觸后電流的影響。值得注意的是，此超柔性器件在彎曲表面上也能夠保持穩定的突觸功能。所有結果表明，這種基于葡聚糖的超柔晶體管具有模擬突觸行為的能力，可以進一步開發以構建“綠色”和超柔性可貼合的人工神經網絡。

  基于葡聚糖膜，作者研究了中性多糖中的質子傳導，并進一步揭示了質子的來源和相對濕度的顯著影響。熱重（TGA）測試有力地證實了葡聚糖膜中水的存在。不同濕度下的突觸晶體管的轉移曲線和單脈沖下的突觸后電流變化證實了質子濃度隨著水分含量的增加而增加，并且進一步影響晶體管的突觸行為。最終結果證實，質子可以由水分子產生，然后沿著氫鍵網絡遷移，并且在半導體/絕緣層界面處形成雙電層調制半導體通道電導。

  在突觸晶體管中，可生物降解的葡聚糖電介質層具有良好的水溶性。因此，完成相應功能后，設備可以在水環境中消失而沒有任何有毒副產物。最終，葡聚糖可被微生物降解并返回到生態系統，符合當下“可持續發展”理念。這些結果表明，他們基于葡聚糖的可降解突觸晶體管可以有效減少環境污染，避免廢棄電子設備的回收成本，這有利于環保電子的發展。

  該論文的第一作者為東北師范大學物理學院碩士生楊雅涵，通訊作者為湯慶鑫教授和趙曉麗副教授，以“Ultraflexible, degradable organic synaptic transistors based on natural polysaccharides for neuromorphic applications”為題發表在最新一期的《Advanced Functional Materials》上。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202006271