一个双模式的透明设备,用于360度的半全向自动驱动光检测和高效的超低功率神经形态计算

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 将光检测器和突触器件集成到单个单元中是具有挑战性的,因为严格的制造要求.
• 现有的设备往往缺乏高级神经形态应用所需的多功能性.

研究的目的:

• 设计和演示一个单体双模式透明装置,结合自动驱动的360°光探测器和人工突触.
• 探索该设备在神经形态计算和机器人应用中的潜力.

主要方法:

• 一个石墨烯/(Al,Ga) N纳米线异质连接的制造.
• 通过偏向电压控制操纵载体运输动态,在光检测和突触模式之间切换.
• 光学,电气和突触性质的表征,包括紫外线/可见排斥比,暗电流和能量消耗.

主要成果:

• 在一个透明的设备中成功地将近向全方位光探测器和人工突触单体化整合.
• 在0V偏差下展示了自动驱动的360°光检测和类似大脑的突触功能 (配对脉冲促进,可塑性,学习/遗忘) 在应用偏差下.
• 实现了高的紫外线/可见排斥比率 (1.29 × 104),超低的暗电流 (<1 pA) 和低能耗 (2.5 × 10−14 J/事件).
• 应用该设备用于神经形态图像预处理和引导人形机器人进行运动学习任务.

结论:

• 设计的石墨烯/Al,Ga) N纳米线异质连接使多功能单体集成成为可能,克服了以前的挑战.
• 该设备显示了先进的,低功耗的神经形态计算系统和智能机器人的巨大潜力.
• 这项工作为制造集成多功能设备提供了新的途径.