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基础院巫江教授团队在Opto-Electronic Advances发表封面文章
文:基础与前沿研究院 图:基础与前沿研究院 来源:基础与前沿研究院 时间:2022-10-01 9353

  近日,电子科技大学基础与前沿研究院巫江教授团队在光学期刊《光电进展》(Opto-Electronic Advances,OEA)上发表题为“Photonic synapses with ultralow energy consumption for artificial visual perception and brain storage”的研究论文,并被选为封面文章。博士生李彩虹为论文的第一作者,巫江教授为论文通讯作者,电子科技大学基础与前沿研究院为第一作者单位。

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  OEA由中国科学院主管,中国科学院光电技术研究所主办并出版,中科院JCR分区一区,影响因子8.933。OEA是我国光电类第一本自主创办(无国外合作平台)的英文期刊,致力于报道国际前沿光电研究的最新成果和进展,促进先进知识成果的国际传播与利用。

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  该研究成果被美国科学促进会(AAAS,全球著名综合性科学杂志《Science》的主办和出版方)旗下的全球互联网新闻www.eurekalert.org和国际知名科技网站阿尔法伽利略网www.alphagalileo.org以“Photonic synapses with low power consumption and high sensitivity are expected to integrate sensing-memory-preprocessing capabilities”为题进行了报道。

  近年来,在人脑启发下,人工神经形态器件研究得到了广泛关注,尤其是在模拟视觉感知和记忆存储方面。此外,低维材料(如过渡金属硫属化合物,TMDs)在开发微型化和低功耗的仿生器件方面展现出了巨大的潜力。

  鉴于此,论文设计了基于MoS2薄膜的三端光子突触器件,实现了对5 μs超短光脉冲的探测和40 aJ超低的功耗,其性能较生物突触的相应参数低了好几个数量级。该器件可以进行突触性能模拟,并在栅压电刺激的辅助调控下可以模拟经典的巴浦洛夫实验和不同情绪对记忆能力的调节。基于该光子突触的短期和长期突触可塑性的强度显著对比,表明其可以对输入的光信号进行预处理。文章展示的光子突触器件可用于实时的图像检测和原位存储,有望实现感存算一体化,从而为突破冯·诺伊曼瓶颈提供了可能。

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图1 基于MoS2光子突触器件的视觉感知和信息传输的示意图

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图2 光子突触器件的单光脉冲宽度和功耗的对比


  论文链接:https://www.oejournal.org/article/doi/10.29026/oea.2022.210069

  研究团队简介:

  电子科技大学巫江教授带领的光电探测与传感团队长期致力于半导体光电材料与器件的研究,特别是在基于化合物半导体的激光器、光电探测器、传感器等研究方向开展了一系列研究,在Nature Electronics、Light: Science and Applications、Advanced Materials等国际著名高水平期刊上发表SCI论文100余篇,申请专利20余项,其中2项为英国专利,编著出版英文学术图书5部。近年来,在相关方向作为项目负责人(PI)和共同负责人(Co-I)承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、英国工程与自然科学研究委员会等资助项目10余项。



编辑:张闻起  / 审核:林坤  / 发布:陈伟