更新时间：2025-05-13 00:03作者：佚名
资料来源：科学技术日报
科学技术日报，北京，2月9日（记者张·梅格兰），阿卜杜拉国王阿卜杜拉科学技术大学的研究团队开发了一种人工神经元，可以使用光电学来实现神经形态计算。新技术模仿突触或神经元功能，适应并重新配置其对光的反应以完成计算。这一突破发表在最新一期的《光：科学与应用》杂志上。
新设计的光电设备适应光，模拟突触和神经元进行光学神经形态计算。图像来源：沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科学技术大学
该团队使用二维材料diselenide设计和生产金属氧化物半导体电容器（MOSCAP）。该设备采用垂直堆叠结构，其中二层氧化铝夹在两层氧化铝之间，并将其放在P型硅底物上。顶部覆盖着透明的二锡氧化物层，使光从上方进入。当将Hafnium diselenide纳米片集成到电荷陷阱存储器设备中时，可以实现光学数据传感和保留功能，以便在删除光源后仍然可以重新配置以感知光或存储光学数据。
实验表明，MOSCAP的电荷陷阱和电容将随照明条件的变化而变化，因此可以用作智能内存来训练和使用光学信号响应。例如，在465纳米波长下暴露于蓝光可以增强对635纳米波长红光的响应，这是一种称为关联学*的作用。在神经形态计算中，MOSCAP就像是人工突触，可以证明增强长期（增加突触反应）和长期抑制（增加突触反应）的能力。
该小组进一步探讨了这些人造神经元如何反应并适应不同强度，持续时间和波长的光刺激。来自仿真实验的预测表明，基于这些设备的电容性突触阵列电路可以在识别行业标准数据库中的手写数值任务时达到96的精度。此外，这些设备证明了检测系外行星的潜力，通过鉴定恒星强度的瞬时变化，其精度最高为90。
研究表明，具有内存光传感的此类设备是边缘计算应用程序的理想选择，尤其是在需要快速处理和存储大量光学数据的人工智能领域。它的潜在应用更广泛，包括自动驾驶汽车，虚拟现实和物联网系统，为未来的更适应性和节能解决方案铺平了道路。