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使用有机电化学晶体管阵列和脉冲神经模拟进行神经形态信号分类
摘要 — 神经形态计算是一个令人兴奋且发展迅速的领域，旨在创建能够复制人类大脑复杂动态行为的计算系统。有机电化学晶体管 (OECT) 因其独特的生物电子特性而成为开发此类系统的有前途的工具。在本文中，我们提出了一种使用 OECT 阵列进行信号分类的新方法，该方法表现出类似于通过全局介质连接的神经元和突触的多功能生物电子功能。我们的方法利用 OECT 的固有设备可变性来创建具有可变神经元时间常数和突触强度的储存器网络。我们通过将表面肌电图 (sEMG) 信号分为三个手势类别来证明我们方法的有效性。OECT 阵列通过多个门馈送信号并测量对具有全局液体介质的一组 OECT 的响应来执行有效的信号采集。我们比较了在有和没有将输入投射到 OECT 上的情况下我们的方法的性能，并观察到分类准确率显著提高，从 40% 提高到 68%。我们还研究了不同的选择策略和使用的 OECT 数量对分类性能的影响。最后，我们开发了一种基于脉冲神经网络的模拟，该模拟模仿了 OECT 阵列，并发现基于 OECT 的分类与基于脉冲神经网络的方法相当。我们的工作为下一代低功耗、实时和智能生物医学传感系统铺平了道路。
高性能，灵活和热稳定的全稳态...
摘要：有机电化学晶体管（OECTS）是具有高跨导率的晶体管的产生，其中半导体通道的整体体积参与电化学掺杂过程。但是，液体电解质的使用限制了OECT的应用，并且由于电解质中的水存在，掺杂过程也很复杂。在这项研究中，首次将基于热塑性聚氨酯（TPU）的固体电解质在OECT中使用。将三种类型的离子液体与TPU聚合物基质作为固体电解质混合，并根据三种P型共轭半导体对OECT进行了研究。进一步进行了原位光谱化学研究，以确认基于TPU的固体电解质的这些共轭半导体的掺杂/发射过程。通过连续施加的偏置，在环境条件下的长时间操作和变化的温度（-50至120°C），证明了制造的固态OECT（SSOECT）的鲁棒性和高稳定性。在1000个弯曲周期后，在聚对苯二甲酸酯（PET）底物上也获得了高度柔韧性SSOECT，该苯二甲酸酯（PET）底物显示出可忽略不计的波动（I ON / I OFF）。基于这些高性能的SSOECT，在单极和互补构型中制造了逆变器电路，其中N型和基于P型OECT的互补逆变器与单极设计相比显示出更高的增益（46）。关键字：有机电化学晶体管，固体电解质，离子液体，互补逆变器，柔性电子
顶部接触有机电化学晶体管-NSF-PAR
有机电化学晶体管（OECTS）将离子转换为电信号，这使它们成为广泛的生物电子应用的有前途的候选人。，尽管他们承诺，但仍未完全了解其设备几何形状对性能的影响。在此，将两个不同的设备几何形状（顶部接触和底部接触OECT）根据其接触性，可重复性和开关速度进行比较。表明，底部接触设备的切换时间更快，而其顶部接触式对应器在略有降低的接触抗性和增加的可重复性方面表现出色。讨论了速度和可重复性之间这种权衡的起源，该速度和可重复性之间的权衡为特定应用程序提供了优化指南。
柔性神经植入物的末端放大电路
直接在记录部位放大、转换和处理神经过程的微小离子电位波动的能力对于提高神经植入物的性能至关重要。有机前端模拟电子器件是此应用的理想选择，由于其具有类似组织的机械特性，因此可以实现微创放大器。在这里，我们通过配对耗尽型和增强型 p 型和 n 型有机电化学晶体管 (OECT) 来展示完全有机互补电路。通过精确的几何调整和垂直设备架构，我们实现了重叠的输出特性并将它们集成到具有单个神经元尺寸（20 微米）的放大器中。具有 p 和 n-OECT 组合的放大器可实现电压对电压放大，增益为 > 30 分贝。我们还利用具有匹配特性的耗尽型和增强型 p-OECT 来展示具有高共模抑制率（> 60 分贝）的差分记录能力。将基于 OECT 的前端放大器集成到灵活的柄部外形中，可以实现小鼠皮层中单神经元的记录并进行现场过滤和放大。
混合3D/喷墨印刷有机神经形态晶体管
组件。[1]它们由一个有机半导体薄膜组成，该薄膜在两个电极之间具有图案，即源和排水管。半导体薄膜与浸入栅极电极的电解质接触。通过应用栅极电压（V g），来自元素的离子进入半导体，改变其掺杂状态和电导率，进而改变了在源和排水量和排水管之间流动的电流（排水电流，I D）。[2]这种体积掺杂机制高度有效，导致i d发生巨大变化，以减少v g的小变化。结果，OECTS显示出非常高的转频（G M =∂Id /∂vG），这是控制信号弹药的参数。[3]但是，对于OECT的响应时间通常非常慢，因为离子必须穿透整个膜。[4]这种特征的组合使OECT适用于生物推导和大区域电子的某些领域，最著名的是可打印的电子产品。[1,5,6]
分子量对阶梯型共轭聚合物的有机电化学晶体管性能的影响
有机混合离子 - 电子诱导者（OMIEC）是许多（光学）电子和能源收集/存储应用的新兴材料技术。[1]在OMIEC中，离子和电子之间的强耦合可以有效地存储和信号传导。[2]出于这个原因，OMIEC在电色素显示器中发现了应用，[3]发光的电化学细胞，[4]超级电容器/电池，[5] Sensors，[6]热电学，[7]，[7]和执行器，[8]，[8]，仅命名少数。在有机电化学晶体管（OECT）中作为活性通道材料实施时，[9] OMIECS具有创纪录的跨导率，低操作性电压和高电流均匀性。[10]这些属性使OECT成为化学/生物逻辑传感的有前途的技术，[11]医学诊断，[12]大型可打印电路[13]和Neu-Romorphic Computing。[14]
半导体二维聚合物作为有机电化学晶体管活性层
有机电化学晶体管 (OECT) 是一种基于半导体的器件，有望用于生物接口电子、化学传感和神经形态计算等应用。[1–7] OECT 通过将栅极电压电位转换为源极和漏极端子之间的差分电流来工作。[1,8] 在 OECT 架构中，栅极电位通过注入或传输离子和电荷补偿来调节半导体聚合物的氧化还原状态，从而控制有机晶体管通道的体积电导率（图 1 b、c、d）。[9] 由于离子掺杂引起的体积电导率变化可实现有效的离子到电子信号转导。[1,3] 为了满足有效电子传输、离子注入和传输以及高体积电容的需求，需要开发一种称为有机混合离子/电子
半导体二维聚合物作为有机电化学晶体管活性层
有机电化学晶体管 (OECT) 是一种基于半导体的器件，有望用于生物接口电子、化学传感和神经形态计算等应用。[1–7] OECT 通过将栅极电压电位转换为源极和漏极端子之间的差分电流来工作。[1,8] 在 OECT 架构中，栅极电位通过注入或传输离子和电荷补偿来调节半导体聚合物的氧化还原状态，从而控制有机晶体管通道的体积电导率（图 1 b、c、d）。[9] 由于离子掺杂引起的体积电导率变化可实现有效的离子到电子信号转导。[1,3] 为了满足有效电子传输、离子注入和传输以及高体积电容的需求，需要开发一种称为有机混合离子/电子
有效的N型有机电化学晶体管和基于带有氟硒苯 - 乙烯 - 乙烯烯烃
n型有机电化学晶体管（OECT）和有机字段效应的晶体管（OFET）的发达较不如其P型对应物。在此中，据报道，含有新型氟乙烯烯酚 - 乙烯基 - 苯苯（FSVS）单位的聚二硫代二酰亚胺（PNDI）的共聚物是N型OECT和N型OTET的有效材料。与寡素（乙二醇）（EG7）侧链P（NDIEG7-FSVS）的PNDI聚合物，A效率为0.2 f cm-1 v-1 s-1的高μC*，超过了基准N-typ pg4ndi-t2和pgti-gti。- 4.63 eV的深层腔内p（ndieg7-fsvs）具有超低阈值电压为0.16 v。 MEV，在N型OFET中导致高高度电子迁移率高达0.32 cm 2 v-1 s-1。 这些结果表明，对于下一代效果N型有机电子产品，同时实现较低的Lumo和更紧密的分子堆积的巨大潜力。- 4.63 eV的深层腔内p（ndieg7-fsvs）具有超低阈值电压为0.16 v。 MEV，在N型OFET中导致高高度电子迁移率高达0.32 cm 2 v-1 s-1。这些结果表明，对于下一代效果N型有机电子产品，同时实现较低的Lumo和更紧密的分子堆积的巨大潜力。
生理传感设备的灵活且可拉伸的有机电化学晶体管
柔性且可拉伸的生物电子学提供了电子和生物系统之间的生物相容性界面，并受到了对各种生物系统的现场监测的极大关注。有机电子中的巨大进展已使有机半导体以及其他有机电子材料，由于其潜在的机械合规性和生物相容性，用于开发可穿戴，可植入和生物相容性电子电路的理想候选者。有机电化学晶体管（OECT）作为新兴的有机电子构建块，由于离子性质在开关行为，低驾驶电压（<1 V）和高跨导能（在毫米范围内）而引起的生物传感具有显着优势。在过去的几年中，据报道，生化和生物电传感器构建富裕/可拉伸OECT（FSOECTS）方面的显着进步。在这方面，为了总结这一新兴领域的重大研究成就，本综述首先讨论了FSOECT的结构和关键特征，包括工作原理，材料和建筑工程。接下来，总结了FSOECT是关键组成部分的各种相关的生理传感应用。最后，讨论了进一步推进FSOECT生理传感器的主要挑战和机会。