隨著人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，對高性能計(jì)算和智能視覺系統(tǒng)的需求日益增長。然而，傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構(gòu)在處理大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)時(shí)面臨著數(shù)據(jù)傳輸瓶頸和高能耗等問題，限制了系統(tǒng)的效率和性能。近年來，憶阻器作為一種新型非易失性存儲器件，因其在存儲和處理單元中集成探測、存儲和計(jì)算功能而備受關(guān)注。而AlScN作為一種優(yōu)秀的半導(dǎo)體鐵電材料，具有強(qiáng)剩余極化、高居里溫度以及與主流半導(dǎo)體制造工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)。然而由于其光敏性的限制，實(shí)現(xiàn)光控的多阻態(tài)調(diào)節(jié)一直是研究中的難點(diǎn)。
近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所特種發(fā)光科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黎大兵研究員、孫曉娟研究員研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種基于AlScN/p-i-n GaN異質(zhì)結(jié)的紫外光電突觸器件。通過巧妙的器件設(shè)計(jì)，利用AlScN的鐵電極化特性和GaN的優(yōu)異光電性能，基于異質(zhì)結(jié)處空穴的俘獲與解俘獲機(jī)制成功構(gòu)建了一種新型的紫外光電突觸器件。該器件不僅具備出色的非易失性存儲特性，開關(guān)比可達(dá)9.36×105；還能夠模擬生物視覺系統(tǒng)中的突觸功能，進(jìn)行多阻態(tài)調(diào)節(jié)，如長時(shí)程增強(qiáng)（LTP）、對脈沖增強(qiáng)（PPF）以及學(xué)習(xí)-遺忘-再學(xué)習(xí)過程。這一成果為先進(jìn)人工視覺系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑。
相關(guān)成果以標(biāo)題為 “Ultraviolet Optoelectronic Synapse Based on AlScN/p-i-n GaN Heterojunction for Advanced Artificial Vision Systems”發(fā)表在《Advanced Materials》上。文章鏈接：https://doi/10.1002/adma.202419316。
圖1. 電學(xué)非易失存儲與紫外光電突觸雙功能示意
圖2. 圖像預(yù)處理、識別與分類應(yīng)用示意
