WSe₂同结光电晶体管

零栅压下整流比超4个量级

非对称石墨烯插层实现可重构同质结，赋予器件自供电双极性光响应，为低功耗仿生视觉提供关键组件。

Han, Zhao · 张亦驰 · Qing, Mi · You, Jie · 张宁宁 · 钟振扬 · 蒋最敏 · Guo, Hui · 胡辉勇 · 王黎明 · 朱樟明

ACS Nano 2024

参数信息

Rectification ratio

>4 orders

技术优势

线性可编程响应

光电流与临时编程栅压呈线性关系，使得每个像素的光响应可以被独立且连续地调制，适合实现图像处理功能。

片上图像边缘增强

通过改变编程栅压可独立调制传感器中每个像素的光响应，无需外部处理单元即可实现图像边缘增强。

双向光响应

通过控制栅压可在沟道中形成可重构的 p⁺-p 和 n-p 同质结，从而产生双向自供电光电流，为差分信号处理提供灵活性。

应用场景

• 仿生视觉传感器：在芯片上模拟视网膜感受野中的光感受器和双极细胞层功能，实现方向识别。
• 低功耗边缘检测：无需外部电源即可通过编程栅压调制每个像素响应，完成图像边缘增强。
• 柔性光电器件：采用二维材料 WSe₂ 和石墨烯构建，可转移至柔性衬底，用于可穿戴视觉系统。
• 二维材料晶体管：利用 WSe₂ 与石墨烯的非对称异质结构实现可重构同质结，提升器件功能密度。
• 智能视觉前端：在传感器端集成初步信号处理，减少后端计算负载，适合边缘智能视觉。