将光感知与神经形态计算功能集成于氮化镓基器件,是突破传统分立器件局限的关键一步。此举可以提升信息处理效率,降低系统功耗与延迟,能够为构建高速、低功耗、高集成的智能光电子系统提供硬件支撑,推动下一代光电子智能感知与处理技术的发展,如仿生视觉芯片和光神经形态计算。近期,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陆书龙团队基于GaN材料外延与器件工艺方面的积累,在氮化镓基单片集成器件研究方面取得了进展。
传统半导体p-n结的单向导通特性限制具有双向光响应能力器件的集成。研究团队通过在p-GaN/(In,Ga)N异质结中引入水凝胶/p-GaN局部接触界面,在单一器件内构建了双异质结结构。该双功能器件在365 nm和520 nm光照下分别表现出负和正的光电流,实现了对不同波段光照的双向光电流响应。这一成果为面向复杂应用场景的一体化光电子芯片提供了可行思路。相关成果作为封面论文,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。
光电探测器需要快速响应光线变化,而人工突触器件需要更长时间来处理和存储信号,因此光电探测器很难像突触器件那样记忆图像或处理光信号。简而言之,两者反应速度的快慢差异大,难以整合到同一个器件中高效协同工作。同时,GaN纳米线常用的硅衬底材料在紫外和可见光范围是不透明的,导致其难以用于制备透明全向探测器。因此,基于GaN纳米线的探测/突触双功能全向器件难以研制。
科研团队采用电化学剥离技术移除硅外延衬底,并在透明基底上构建了“界面-体相分离”结构,包含石墨烯/(Al,Ga)N异质结功能区和GaN功能区,实现了自驱动360°全向GaN基探测器与人工突触的单片集成,在单一器件中融合“快速响应”与“慢速弛豫”特性。同时,团队验证了该新型双功能器件在人形机器人领域中的应用潜力,有助于提高人形智能机器人的智能感知与计算能力并降低功耗。相关成果发表在《光:科学与应用》(Light: Science & Applications)上。
研究工作得到国家自然科学基金等的支持。
论文链接:1、2
器件设计原理及双向响应特性(左);当期期刊封面(右)
(a-c)全向探测模式示意图与实验测试数据,(d)探测突触双模单片集成示意图,(e)机器人智能感知应用验证
基于骨架结构的蛋白质序列设计是全新蛋白质设计的关键问题之一。近年来,随着深度学习方法和技术的发展,全新蛋白质序列设 中新社北京11月7日电(记者梁晓辉)中国国家发展改革委主任郑栅洁7日在北京表示,今后一段时间,中国高等教育学龄人口将 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 梁丹)为不断满足人民群众对普及、普惠、安全和优质的学前教育的美好期待,北京大学医学部幼儿园承办清河街道安宁庄东路1号A33基础教育用地项目配套幼儿园,建立 对住宿在校的学生来说,特别是留守学生,最缺的就是陪伴。在湖北省襄阳市谷城县一所乡镇学校,为了让初中生在校能安心睡觉、吃饭和学习,校长每天都坚持陪餐、陪寝,和学生住在一栋宿舍楼,尽可能地陪在 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 周仕敏 通讯员 张聪 李星亚)“作品中憨态可掬的熊猫形象,生动展现了中华饮食文化的独特魅力。”2024中国—东盟职业院校学生烹饪技能大赛,来自香港特别行政区 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 蒋夫尔)日前,新疆克拉玛依职业技术学院新能源产业学院在北京金风产业园揭牌成立。该产业学院的成立,标志着克拉玛依职业技术学院借产业学院之“船”推进职教“ 。本文链接:氮化镓基单片集成器件研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-1637-0.html
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