我国科大与复旦大学协作在深紫外光电感算器材研讨中获得新进展

来源:雷火电竞网页    发布时间:2025-05-06 04:15:31
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  深紫外光电勘探器在深空探究、环境监督测定、生物信息辨认等范畴的人物无足轻重,但是高速智能化勘探在DUV波段存在严峻缺失。以传统的指纹辨认体系为例(图1a),其间传感器、存储器和处理器的别离恶化了决议方案的推迟,并不可避免地增加了全体核算能耗。随只能年代的降临,这类光信息应该以什么样的方式做处理?在生物体中,光信息的收集经过视觉神经体系来完结,而光信息的处理经过中枢神经体系来进行(图1b)。受此启示,协作团队提出经过感算和存算器材别离模仿神经突触的行为,来完成感存算一体化的光信息收集与处理(图1c)。

  图1根据光突触和忆阻器材阵列的RC体系。(a)以指纹辨认为例的传统DUV图画辨认体系的数据传输及处理形式。(b)生物视觉辨认体系示意图,包含视网膜、视神经元和视皮层。(c)以光学突触为储藏池输入层,忆阻器材阵列为读出网络层的感算RC体系。

  团队根据富镓氧化镓资料规划,使用非晶资料的明显继续光电导效应,制备了具有短时程效应的光突触器材。经过4比特的紫外光脉冲输入测验,构建了感算器材RC网络的映射联系,这能够将图片信息经过紫外光转化为特征电流值(图2a)。终究,经过存算忆阻器阵列安稳的多态调控特性完成了对储藏池输出的练习,完成了小规模的深紫外指纹辨认功用。根据该硬件体系,选用定制化特征值战略,DUV指纹图画的高辨认精度简直与软件仿线b,c)。该体系在短期练习后即可到达100%的辨认准确率,而且即便在15%背景噪声水平下也能坚持90%的准确率,这与DUV波段的抗噪特性相符(图2d)。这种全硬件感算RC体系为高效的辨认和安全使用供给了很好的参阅原型,也对深紫外波段的智能光电器材开展具有极端严重参阅含义。

  图2 根据硬件感算RC体系的DUV指纹辨认。(a)硬件光电RC体系的示意图,包含生成特征输出的光突触储藏池层和履行网络练习的忆阻器读出层。模仿和硬件试验权重的(b)色彩映射图和(c)计算直方图。(d)随机噪声对RC体系指纹辨认准确率的影响。

  我国科大微电子学院博士生张中方为本文的榜首作者,龙世兵教授、赵晓龙副研讨员以及复旦大学芯片与体系先进的技能研讨院的张续猛副研讨员为本文的一起通讯作者。该效果得到了国家自然科学基金、中科院战略先导、中科院要点研制方案、广东省要点研制方案以及我国科大微纳研讨与制作中心等的赞助。