近期,哈爾濱工業(yè)大學材料科學與工程學院特種陶瓷研究所研究者生產(chǎn)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產(chǎn)品,工作原理是這種眼鏡上設有微型相機,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,為感、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)行復雜任務的問題。為了解決上述的難題,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⒕哂辛己玫耐挥|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)大學研究者通過在器件溝道二維半導體表面增加不連續(xù)的電子注入層(銦層),有效降低了光突觸器件的功耗,使其低達每脈沖68.9阿焦,遠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)筑出仿神經(jīng)突觸器件陣列組成的半球形電子視網(wǎng)膜,實現(xiàn)了圖像傳感與學習功能。
此研究成果已以“銦誘導表面電荷摻雜二硫化鉬超低功耗光突觸用于仿生眼”為題發(fā)表在《先進材料》(Advanced Materials,IF 30.849)雜志上。