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[首藏作品](6433)突觸型光電晶體管能更好處理視覺信息

 我愛創造 2021-05-06

突觸型光電晶體管能更好處理視覺信息

可用作自動駕駛車傳感器

鈣鈦礦和碳納米管基材料在激光照射下表現出持久的光電導率。
圖片來源:網絡(compoundsemiconductor.net/)

  科技日報北京5月5日電 (記者劉霞)據美國《每日科學》網站4日報道,美國研究人員在節能型光電晶體管方面取得突破性進展,研制出一種新型突觸型光電晶體管。這類設備有望幫助計算機在處理視覺信息時更像人腦,可用作自動駕駛車輛等的傳感器。

  在這一最新研究中,美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員將鈣鈦礦型納米晶體與單壁碳納米管網絡結合,創造出這一新型光電晶體管。鈣鈦礦是一種新型半導體,已被證明能高效地將太陽光轉化為電能,并在很多領域顯示出巨大的應用前景。

  當研究人員用激光照射新光電管時,發現了驚人的電反應。研究論文合著者約瑟夫·路德說:“通常情況下,電流吸收光后,會短暫流動一段時間,但在新光電晶體管中,電流會持續流動。”

  這種現象被稱為“持久光電導”,是“光存儲”的一種形式。所謂“光存儲”指照射到設備上的光能可以作為電流存儲在“存儲器”中,這種現象還可以模擬大腦內用來儲存記憶的突觸。

  通常情況下,持續的光電導需要低溫和/或高工作電壓,但電流峰值只會持續一瞬間。而在最新研究中,持久的光電導在室溫下產生電流,并在光關閉后持續一個多小時。研究還發現,只需低電壓和低光強度就可做到這一點,表明存儲內存所需的能量也很低。

  科學家們一直致力于研究光學存儲和神經形態計算——用計算機模擬人腦儲存信息的方式,希望創建出能模擬大腦功能的人工神經網絡。大腦使用由神經元組成的“神經網絡”工作,這些神經元通過突觸與其他神經元相互作用,這種高度互聯的網絡是大腦能快速高效處理信息的主要原因之一。

  研究人員稱,鑒于人腦收集的很多信息都源于視覺感知,新研制出的這些突觸型晶體管可以整合到圖像識別系統中。

  研究合作者、詹妮弗·布萊克本表示:“這些傳感器陣列可以接收圖像,結合訓練和學習算法可用于人工智能和機器學習類程序。這類系統有望提高自動駕駛車輛等應用中的能源效率、性能和可靠性。”

總編輯圈點

  晶體管無疑是現代電子設備和產品的關鍵要素。但在數十年神話式發展之后,晶體管開始面臨越來越高的制造難度——一方面是日益趨近的物理極限,很難繼續通過原有制造方式大幅提高處理能力;另一方面則是能耗所帶來的巨大挑戰。為克服困境,科學家們開始尋找符合神經形態計算機特性的新材料和新器件,畢竟,人腦才是自然界中兼具了高效與節能的信息處理系統?,F在,突觸型光電晶體管的研究已成為科研界的一大目標,這也是未來構建高效率的神經網絡計算機的重要技術參考。

(《科技日報》202156日第  4  版。)

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