這一工作為實現(xiàn)上述仿生應用提供了材料和技術支持。相關成果發(fā)表于《自然—通訊》。
二維層狀異質(zhì)結是一種類似千層蛋糕那樣一層一層堆疊起來的新型材料結構,被認為是構筑人工神經(jīng)形態(tài)視覺傳感(比如仿生眼)最有前途的材料之一。
“所謂氣液界面共自組裝策略,形象地理解就是,水面上先后滴加了兩種溶液,它們會在水和空氣的二維界面各自進行自組裝成膜,兩種膜又通過之間的范德華作用力形成層狀異質(zhì)結構。該策略具有普適性,所形成的異質(zhì)結面積較大,可達厘米大??;異質(zhì)結也很均勻,整個膜的質(zhì)量、厚度都是差不多的。”李銀祥介紹。
據(jù)了解,目前人工智能視覺系統(tǒng)需要傳感器、存儲器以及處理器3個部分。相比之下,黃維團隊設計的這類異質(zhì)結器件極大簡化了器件的復雜度,將光信號的感知、存儲與處理集于一身,降低了信息在不同器件之間傳遞導致的時間延遲和能耗。
該異質(zhì)結器件能夠感知從紫外光、可見光到近紅外光這個寬范圍內(nèi)(365~1550納米)的光照刺激響應,同時在暗環(huán)境中能夠探測到非常微弱的光信號。除了具有較強的光感知能力外,該器件還能同時對探測到的光信號進行記憶和處理。高達214%雙脈沖易化指數(shù)說明該器件對所探測到的光信號具有非常高的記憶能力。采用光信號對器件的突觸權重進行調(diào)控,基于這種異質(zhì)結的類腦光電突觸還可以實現(xiàn)視覺學習和識別的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡,以及高效的時間信息解碼。
這類器件的制備對未來人工智能技術,如自動駕駛、無人機視覺導航、工業(yè)檢測及視頻信息的實時解析等應用具有重要的現(xiàn)實意義。這項工作不僅為碳基光電異質(zhì)結的高質(zhì)量構筑提供了一種有效的通用策略,也為碳基神經(jīng)形態(tài)電子的開發(fā)提供了有益借鑒。
原標題:最新進展:南工大新策略構筑大尺寸異質(zhì)結!