Новый синапсовидный фототранзистор

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США совершили прорыв в области энергоэффективных фототранзисторов. Такие устройства могут в конечном итоге помочь компьютерам обрабатывать визуальную информацию, больше похожую на человеческий мозг, и использоваться в качестве датчиков в таких вещах, как беспилотные автомобили.


Эти структуры основаны на новом типе полупроводников — металлогалогенных перовскитах, которые доказали свою высокую эффективность при преобразовании солнечного света в электрическую энергию и показали огромные перспективы в ряде других технологий.

«В целом, эти перовскитные представляют собой действительно уникальную функциональную систему с потенциальными преимуществами для ряда различных технологий», — сказал Джеффри Блэкберн, старший научный сотрудник NREL и соавтор новой статьи, описывающей . «NREL заинтересовался этой системой материалов для фотоэлектрических систем, но у них есть много свойств, которые можно применить в самых разных областях науки».

В этом случае исследователи объединили нанокристаллы перовскита с сеткой однослойных углеродных нанотрубок, чтобы создать комбинацию материалов, которая, по их мнению, может иметь интересные свойства для фотоэлектрических элементов или детекторов. Когда они посветили на него лазером, они обнаружили удивительный электрический отклик.

«Обычно происходит то, что после поглощения света на короткое время протекает электрический ток», — сказал Джозеф Лютер, старший научный сотрудник и соавтор. «Но в этом случае ток продолжал течь и не прекращался в течение нескольких минут, даже когда свет был выключен».

Такое упоминается как «постоянная фотопроводимость» и является формой «оптической памяти», где световая , падающая на устройство, может храниться в «памяти» как электрический ток. Это явление также может имитировать синапсы в мозгу, которые используются для хранения воспоминаний. Часто, однако, постоянная фотопроводимость требует низких температур и / или высоких рабочих напряжений, и всплеск тока будет длиться лишь небольшие доли секунды. В этом новом открытии постоянная фотопроводимость создает электрический ток при комнатной температуре, который течет более часа после выключения света. Кроме того, было обнаружено, что необходимы только низкие напряжения и низкая интенсивность света, что подчеркивает низкую энергию, необходимую для хранения памяти.

Исследование подробно изложено в статье «Низкоэнергетическая оптическая коммутация при комнатной температуре в смешанных наноразмерных гетеропереходах перовскита», которая публикуется в журнале. Достижения науки. Помимо Блэкберна и Лютера, соавторами статьи были Джи Хао, Ён-Хун Ким, Северин Хабисройтингер, Стивен Харви и Элиза Миллер, все из NREL, а также ученые из Университета Висконсин-Мэдисон и Университета Толедо.

Другие ученые работали над оптической памятью и нейроморфными вычислениями, которые имитируют способ хранения информации в человеческом мозге. Мозг использует «нейронную сеть» нейронов, которые взаимодействуют со многими другими нейронами через синапсы. Эта тесно взаимосвязанная сеть является одной из основных причин, по которой мозг может обрабатывать информацию таким энергоэффективным способом, поэтому у ученых есть большая для создания искусственных нейронных сетей, имитирующих функции мозга.

В исследовании представлены ранее отсутствовавшие принципы проектирования, которые могут быть включены в для оптической памяти и нейроморфных вычислений. На визуальное приходится подавляющая часть информации, которую мозг собирает о мире, и эти искусственные синапсы могут быть интегрированы в системы распознавания изображений.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments