光控模式切换晶体管

逻辑神经一管双用

一种基于光-铁电耦合效应的晶体管，可在逻辑计算与神经形态计算间切换，解决二者不兼容问题。

陈文洁 · Zhao, Lei · Chenhao, Xu · 王玥 · 利英 · Yunxin, Zhang · 杨玉珏 · Li, Wenwu · 霍能杰

Advanced Materials 2026

参数信息

开关比

10⁹

亚阈值摆幅

33 mV/dec

漏电流

5.6 × 10⁻¹³ A

图像分类准确率

94.43 %

能耗

0.47 pJ/spike

技术优势

模式光控切换

暗态下为数字逻辑模式，光照下切换为光电子突触模式，同一器件承担两种功能。

逻辑性能强

暗态下开关比高达 10⁹，亚阈值摆幅仅 33 mV/dec，漏电流低至 5.6 × 10⁻¹³ A，适合逻辑处理。

突触能效高

光照下作为突触，图像分类准确率 94.43%，能耗仅 0.47 pJ/spike，适合边缘端推理。

应用场景

• 神经形态计算：光照下作为低功耗突触，执行图像分类等模式识别任务。
• 数字逻辑电路：暗态下高开关比和低漏电，可用于构建反相器和 NOR 门等逻辑电路。
• 二维材料器件：基于 α-In₂Se₃/h-BN 栅介质和 MoS₂ 沟道，展示了二维材料在新型计算器件中的潜力。
• 边缘计算：同一器件既能本地处理逻辑又能低功耗推理，适合边缘端融合计算。