石墨烯/(Al,Ga)N纳米线异质结

光电突触一体，脑级低功耗

通过栅压调控氧空位电离程度，在同一透明器件中单片集成360°自驱动光电探测器与人工突触，实现传感与神经形态计算双模式工作。

Jiang, Min · Zhao, Yukun · 刘通 · Yanyan, Chang · Yuan, Tang · 周敏 · Shi, Yiping · Zhang, Jianya · 边历峰 · 陆书龙

Light: Science and Applications 2025

参数信息

UV/可见光抑制比

1.29×10⁴

暗电流

1 pA

单次突触事件功耗

2.5×10⁻¹⁴ J

技术优势

一个器件两种功能

无需分别制造探测器与突触，简化系统并降低集成复杂度。

功耗接近人脑突触

单次突触事件功耗2.5×10⁻¹⁴ J，远低于传统神经形态器件。

暗电流低于1 pA

在自驱动模式下暗电流小于1 pA，适合微弱光信号检测。

抑制比达1.29×10⁴

UV/可见光抑制比1.29×10⁴，有效区分紫外与可见光。

应用场景

• 人形机器人视觉导航：利用开路电压模式的长记忆特性，引导机器人方向辨别与运动学习。
• 低功耗光电传感：自驱动模式下无需外部电源，且暗电流低于1 pA。
• 光通信接收端：快速响应自驱动探测支持稳定光通信。
• 神经形态视觉：非线性光电导实现图像预处理，提高识别准确率。
• 边缘计算传感：双模式器件可在传感器端同时完成探测与神经形态计算。