隨著人工智能和互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，對高性能計算和智能視覺系統(tǒng)的需求日益增長。然而，傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構在處理大規(guī)模圖像數(shù)據時面臨著數(shù)據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、存儲和計算功能而備受關注。而AlScN作為一種優(yōu)秀的半導體鐵電材料，具有強剩余極化、高居里溫度以及與主流半導體制造工藝兼容等優(yōu)點。然而由于其光敏性的限制，實現(xiàn)光控的多阻態(tài)調節(jié)一直是研究中的難點。
近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所特種發(fā)光科學與技術全國重點實驗室黎大兵研究員、孫曉娟研究員研究團隊成功開發(fā)出一種基于AlScN/p-i-n GaN異質結的紫外光電突觸器件。通過巧妙的器件設計，利用AlScN的鐵電極化特性和GaN的優(yōu)異光電性能，基于異質結處空穴的俘獲與解俘獲機制成功構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，開關比可達9.36×105；還能夠模擬生物視覺系統(tǒng)中的突觸功能，進行多阻態(tài)調節(jié)，如長時程增強（LTP）、對脈沖增強（PPF）以及學習-遺忘-再學習過程。這一成果為先進人工視覺系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的技術路徑。
相關成果以標題為 “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. 電學非易失存儲與紫外光電突觸雙功能示意
圖2. 圖像預處理、識別與分類應用示意
