突触型钙钛矿光电晶体管能更好处理视觉信息

  【天极网DIY硬件频道】随着硅基半导体微缩难度的不断提升，代替硅基的新型材料得到科研人员的关注。科学家们一直致力于研究光学存储和神经形态计算——用计算机模拟人脑储存信息的方式，希望创建出能模拟大脑功能的人工神经网络。大脑使用由神经元组成的“神经网络”工作，这些神经元通过突触与其他神经元相互作用，这种高度互联的网络是大脑能快速高效处理信息的主要原因之一。 

  美国《每日科学》网站近日报道了“节能型光电晶体管”的突破性进展，研发人员开发出新型突触型光电晶体管，让计算机在处理视觉信息时更像人脑，可作为自动驾驶车辆的传感器。研究人员称，鉴于人脑收集的很多信息都源于视觉感知，新研制出的这些突触型晶体管可以整合到图像识别系统中。研究合作者、詹妮弗·布莱克本表示：“这些传感器阵列可以接收图像，结合训练和学习算法可用于人工智能和机器学习类程序。这类系统有望提高自动驾驶车辆等应用中的能源效率、性能和可靠性。”

  实验室的研究人员将钙钛矿型纳米晶体与单壁碳纳米管网络结合，创造出这种新型光电晶体管。钙钛矿半导体能高效地将太阳光转化为电能，并在很多领域展示出巨大的应用前景。

  当研究人员用激光照射新光电管时，发现了惊人的电反应。这种现象被称为“持久光电导”，是“光存储”的一种形式。所谓“光存储”指照射到设备上的光能可以作为电流存储在“存储器”中，这种现象还可以模拟大脑内用来储存记忆的突触。

  通常情况下，持续的光电导需要低温和/或高工作电压，但电流峰值只有一瞬间。最新研究则显示，持久的光电导在室温下产生电流，并在光关闭后持续一个多小时。研究还发现只需低电压和低光强度就可做到这一点，表明存储内存所需的能量也很低。研究论文合著者约瑟夫·路德说：“通常情况下，电流吸收光后，会短暂流动一段时间，但在新光电晶体管中，电流会持续流动。”

  随着硅基晶体管逐渐来到物理极限，寻找新的半导体材料就成为行业焦点，无论是碳纳米管、还是钙钛矿材料，都成为行业关注的焦点。但钙钛矿材料目前更多应用于视觉领域，无法完全代替硅基材料半导体。