硫空位调谐神经形态光电器件

可重构非易失感存

利用脉冲调控的硫空位浓度，在单一两端器件上同时实现高度可重构的光响应与非易失性图像数据存储，区别于传统固定响应度的光电探测器。

Tangxin, Li · 苗金水 · 付晓 · Song B. · 蔡彬 · Ge, Xun · Zhou, Xiaohao · 周鹏 · 王欣然 · Jariwala, Deep · Hu W.

Nature Nanotechnology 2023

技术优势

响应度可在线重编程

通过偏压脉冲调控M-S界面硫空位浓度，动态改变肖特基势垒，实现多级稳定响应状态，无需更换器件。

内置非易失存储

短路光电流极性及幅度可非易失保持，器件本身兼具感光与存储功能，省去外接存储电路。

信号极性可反转

通过控制硫空位浓度，光电探测器可在光电流正负之间切换，进而实现差分或双极性计算。

应用场景

• 视觉传感器：直接输出可调光电流，无需后端ADC，简化视觉传感器架构。
• 神经形态视觉芯片：单器件实现卷积运算与权重存储，减少芯片面积和功耗。
• 穿戴式图像处理：可重构响应度适应不同光照环境，非易失存储降低常开功耗。
• 感存算一体器件：感光同时完成卷积等运算，避免数据传输瓶颈。
• 柔性光电器件：二维材料兼容柔性衬底，可弯曲集成于异形表面。