近年来,数据收集和传播体量的爆炸式增长,给计算机的存储与运行速度提出了越来越高的要求。神经网络计算借鉴了人类大脑的运行模式,模仿生物突触的非线性可塑特性,能够并行高效地处理数据,引起了世界范围内的广泛关注。本文选用了类似人体有机环境的聚合物膜结构,构造了基于MEH-PPV/有机电解质的神经模拟器单元,通过调控离子在有机大分子膜界面处的动力学过程,模拟生物突触频率依赖可塑性（SRDP）的学习机制。本文首先制备了Pt/MEH-PPV/PEO-Li CF₃SO₃/Pt神经模拟器单元,在正负向直流扫描过程中观测到负差分电阻（NDR）现象,表明界面处发生了离子动态掺杂、空间电荷累积、放电去掺杂的连续过程。器件对于正向的方波和三角波刺激,均表现出了对脉冲频率的选择性:低频下抑制（突触权重小于100%）,高频下兴奋（突触权重大于100%）,且具有长时程效应,符合生物突触的频率依赖可塑性（SRDP）学习法则。接着,对MEH-PPV/PEO-Li⁺界面的微观结构进行表征,发现PEO片晶有序排列在MEH-PPV膜上,Li⁺主要分布在PEO晶体管道内部的非晶区中,并在MEH-PPV中具有初始态掺杂。外电场作用下Li⁺沿PEO纤维管道在界面处进行输运和掺杂,这样的离子动力学模式与生物体神经元的神经递质传导过程十分相似。我们据此提出了随机离子通道模型,认为不同脉冲刺激下被激活的离子通道数量及通道势垒会发生变化,即离子分布的状态变量被改变,进而导致了SRDP的产生。在上述理论基础上,设计制备了大离子Nd³⁺作为功能离子的Pt/MEH-PPV/PEO-Nd（CF₃SO₃）₃/Pt神经模拟器单元,获得了与MEH-PPV/PEO-Li+器件相似的微观结构,但Nd³⁺在MEH-PPV层中不具备初始态掺杂。器件只能在正向的三角波脉冲下模拟SRDP,方波下则不能,展现出了通过掺杂不同类型离子对各类电信号进行筛选的应用前景。接着我们通过简易的器件对接将原本单向的频率选择性扩充到了双向。最后通过调控实现了与生物神经BCM理论相符的脉冲频率阈值的滑动,还发现了器件对于SRDP的模拟存在脉冲电压阈值,进一步证实了系统的自适应性与稳定性。