AlGaN/GaN光电突触

感知存储一体化

经氧等离子体优化的AlGaN/GaN异质结将光感知与突触可塑性融为一体，无需浮栅或多材料集成即可在单一器件中模拟生物视觉学习。

Yuliang, Zhang · Yunwei, Huang · Huang, Chenyang · 杨依忠 · 李桢旻 · Wang, Yan · 罗林保 · 吴春艳

Advanced Optical Materials 2025

具体参数

能耗

{'zh': '25.3', 'en': '25.3'} fJ

最小可探测光强

{'zh': '0.15', 'en': '0.15'} µW cm⁻²

技术优势

微弱光就能触发

氧等离子体处理显著增强了紫外灵敏度，可感知0.15 µW cm⁻²的弱紫外光，接近环境光水平。

超低功耗

单次突触事件仅消耗25.3 fJ，比同类器件低几个数量级，适合大规模集成。

无需浮栅

采用两端AlGaN/GaN异质结即可实现感知与记忆一体化，简化了制备工艺和器件结构。

应用场景

• 神经形态视觉传感器：在传感器端直接完成光信号感知与记忆，减少数据搬运能耗。
• 机器人视觉系统：为机器人提供低功耗视觉学习和适应能力。
• 低功耗计算芯片：以25.3 fJ的突触能耗支撑大规模并行神经计算。
• 智能物联网传感：让边缘设备在微光环境下自主感知与记忆，延长电池寿命。