近期,哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院特種陶瓷研究所研究者生産出了銦摻雜二硫化鉬的超低功耗光突觸,它能在有效降低仿生眼耗電量的同時解決曲面加工集成困難的問題。
仿生眼又稱仿生電子眼,是一種能夠幫助視障患者增強視力的科技産品,工作原理是這種眼鏡上設(shè)有微型相機,能將影像資訊傳送到電子眼眼球表面的芯片上,芯片會在視網(wǎng)膜下發(fā)射電極刺激眼睛的神經(jīng),進(jìn)而讓使用者看到清晰的畫面。
目前,仿生眼的視覺系統(tǒng)一般由光電探測器、存儲器和處理單元組成,爲(wèi)感、存、算分離的馮諾依曼構(gòu)架方式,因此存在能耗高且難以執(zhí)行複雜任務(wù)的問題。爲(wèi)了解決上述的難題,我們需研發(fā)出多功能光電子器件的感、存一體的非馮諾依曼構(gòu)架的視覺系統(tǒng)。其中,仿神經(jīng)光突觸器件能夠?qū)獯碳ぷ鞒龇磻?yīng)幷具有良好的突觸可塑性,可以將視覺系統(tǒng)和大腦功能結(jié)合在一起。不過,當(dāng)前的仿神經(jīng)光突觸器件存在高功耗及難以實現(xiàn)曲面加工集成問題。
針對這個問題,哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究者通過在器件溝道二維半導(dǎo)體表面增加不連續(xù)的電子注入層(銦層),有效降低了光突觸器件的功耗,使其低達(dá)每脈衝68.9阿焦,遠(yuǎn)小于目前同類器件國際報道值(>1皮焦)。
另外,該研究還克服了在彎曲表面上材料生長與器件加工集成的難題,構(gòu)築出仿神經(jīng)突觸器件陣列組成的半球形電子視網(wǎng)膜,實現(xiàn)了圖像傳感與學(xué)習(xí)功能。
此研究成果已以“銦誘導(dǎo)表面電荷摻雜二硫化鉬超低功耗光突觸用于仿生眼”爲(wèi)題發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials,IF 30.849)雜志上。