PTDPP仿生嗅觉晶体管

50 ppb检出限

通过调制半导体薄膜聚集态，实现低至50 ppb的NO2检测极限和超低能耗的突触模拟。

Wu, Xiaocheng · Chen, Siyu · Jiang, Longlong · 王晓鸿 · 邱龙臻 · 郑磊

ACS Sensors 2024

具体参数

工作电压

{'zh': '-0.0005', 'en': '-0.0005'} V

单次突触能耗

{'zh': '8.94-88', 'en': '8.94-88'} fJ

NO2检测限

{'zh': '50', 'en': '50'} ppb

技术优势

检测限低于人鼻

器件对 NO2 的检测限低至 50 ppb，低于正常人 100–1000 ppb 的感知范围，可替代人鼻进行超低浓度气体预警。

能耗低至飞焦级

每次突触事件能耗仅为 8.94–88 fJ，比传统器件低数个数量级，适合大规模并行神经形态网络。

聚集体调控简单有效

通过添加非良性溶剂和退火即可调节 PTDPP 薄膜聚集态，无需复杂设备，即可获得优异的电荷传输和气体突触性能。

应用场景

• 气体传感：提供超低浓度NO2检测，用于环境监测和工业安全预警。
• 仿生嗅觉：模拟嗅觉突触功能，构建人工嗅觉系统感知气体。
• 柔性电子：制备了无网格共形器件，可贴合曲面实现柔性传感。
• 神经形态计算：在超低电压下执行突触可塑性，为神经形态计算提供硬件基础。
• 可穿戴传感：器件柔韧且能耗极低，适合可穿戴设备中的气体检测。