螺旋纳米纤维光电突触器件

最低能耗1.44 fJ

基于螺旋纳米纤维结构，将光谱响应从可见光拓展至深紫外，实现超低能耗的神经形态视觉感知。

Jiang, Longlong · Lu, Yang · Wu, Xiaocheng · 王晓鸿 · 郑磊 · 徐文涛 · 邱龙臻

Nano Letters 2023

具体参数

突触事件能耗

{'zh': '1.44', 'en': '1.44'} fJ

载流子衰减时间延长倍数

{'zh': '5', 'en': '5'}

技术优势

深紫外响应

螺旋纳米纤维结构使器件的光谱响应范围从可见光拓展至深紫外，可直接检测有害紫外光。

能耗最低

在深紫外光刺激下，单个突触事件能耗仅为1.44 fJ，是目前报道的最低值，有利于构建超低功耗神经形态系统。

记忆时间长

深紫外光刺激后，器件载流子衰减时间延长约5倍，有利于模仿生物突触的长时程可塑性。

可做预警

基于该器件构建的感光神经通路能够对有害光显示进行早期预警，展示了实际应用潜力。

应用场景

• 神经形态视觉传感器：利用其超低能耗和宽光谱响应，构建低功耗的神经形态视觉传感器，替代传统高功耗图像传感器。
• 紫外探测与成像：直接感知深紫外光，用于有害紫外辐射的监测与预警成像，无需额外滤光或转换。
• 机器视觉：其突触可塑性可支持机器视觉中的实时图像处理和加密解密，提高边缘计算能效。
• 人工视觉系统：模拟生物感光神经通路，构建可识别并预警有害光的人工视觉系统，拓展人工视觉的光谱范围。