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光电神经突触器件结构设计,工作机制和应用

  随着物联网、人工智能和大数据等领域的不断发展,对复杂信息的处理和存储提出了新的挑战。在传统的冯·诺依曼计算机中,数据在处理器和存储器之间不断传输,这需要消耗大量能量,并限制了计算机的运行速度。模拟人脑处理信息的方式,开发神经形态计算,是突破冯·诺依曼瓶颈,实现高效运算的潜在途径。相比于电学信号,光学信号具有低串扰,高带宽,高传输速度等优势,并且光电神经突触器件可以感知外界光线的变化,模拟人类视觉功能。构筑新型光电神经突触器件将有力促进高效能神经形态计算的发展。
  中国科学院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰团队综述了近期光电神经突触器件的发展现状,梳理归纳了此类器件结构设计,工作机制以及在人工视觉系统领域的应用。光电神经突触器件从电学突触器件发展而来,利用光电半导体材料作为有源层,依赖对光生载流子的输运和复合过程的调制实现突触特性。从器件结构角度可以分为两端器件,三端器件以及与电学神经突触器件集成的系统。目前,主要依靠三种机制实现其突触特性,包括依赖缺陷态或异质结实现对光生载流子捕获和释放过程的调控,光诱导的价态转变机制以及氧化物半导体中的持续光电导效应。光电神经突触器件集成了信号传感和运算功能,通过构建突触网络可以实现对人类视觉的模拟。利用器件的短程和长程可塑性已经实现图像的识别和存储。更重要的是,光电神经突触器件集成有图像预处理功能,可以精简冗余数据并降低系统功耗,实现图像实时识别以及动态特征捕捉,这对无人驾驶、工业制造等领域具有重要的意义。此外,作者还对光电神经突触器件目前所面临的问题和挑战进行了简单评述,包括光电突触器件评价标准的建立,光抑制型突触器件的制备,以及复杂学习记忆功能的模拟等方面。
  光电神经突触器件为人工神经网络提供了重要的硬件基础。相信随着对材料科学、信息科学、神经科学等相关领域的深入研究,新型光电神经突触器件的发展将为实现高效能神经形态计算带来新的契机。相关论文在线发表在Small Structures (DOI:10.1002/sstr.202000029)上。

五个寓言故事,改变你的思维!一割草男孩的故事一个替人割草的男孩打电话给一位陈太太您需不需要割草?陈太太回答说不需要了,我已有了割草工。男孩又说我会帮您拔掉花丛中的杂草。陈太太回答我的割草工也做了。男孩又说我会将辅助运营服务能力平台化,华为携手伙伴助力企业数字化成功数字化转型的意义是通过数字化技术来大幅提高创新的能力,重塑业务,以获取更为快速的商业成功。在数字化的进程中,企业会需要大量的ICT服务,在整个转型的周期内,为数字化护航。随着数字化核废水要排进太平洋,日本真敢想!中国日报关注风云之声提升思维层次导读别让全世界对你们的信任之船,说沉就沉。01hr日本核污水治理不好就要往太平洋里倒这是谁出的损招?TheJapanesegovernmentplansto登上太空后被遗忘,一次性飘了311天,结果一下飞船发现祖国没了现如今,科技变得越来越先进,人类曾经进入太空的梦想早已成为现实,据中新网指出,美国NASA近日再次释放好消息,机智号即将在4月8日以后完成首次试飞,它其实是随着毅力号一同登上的火星美国也造不出!全球顶尖发动机亮相,30年内禁止出售任何一个国家据俄罗斯卫星通讯社近日报道,美国政府官方出版物联邦纪事通报称,美国将对土耳其与俄罗斯军工部门合作的国家机构和4名官员进行制裁。对于此次美国提出的制裁,不管是俄罗斯还是土耳其,都算不当年乌克兰将瓦良格号卖给我们,科研人员打开舱门后,发现关键设备还在我们知道,前段时间俄罗斯还信誓旦旦地宣布即将对库兹涅佐夫号航母进行优化升级,谁料没过多久就再次发生火灾,使得不少人对此感到失望,甚至还试图说服国家将修复航母的资金用来发展更多核潜艇终极威慑战略核潜艇老和山下的小学僧关注风云之声提升思维层次导读战略核潜艇才是一个大国真正的底蕴!一艘可灭国,十艘可重启地球!航母和核潜艇,若非要分个高下,谁才是镇国之宝?你听说过战略核航母吗?没有吧!如果是战略核潜这就是方向比亚迪用华为芯片,中芯国际代工超级学爸关注风云之声提升思维层次导读核心技术是国之重器,是我们最大的命门。全文共3600字,主要分为四大部分。(一)揭榜挂帅,实现核心技术攻坚(二)全球芯荒,汽车领域是重灾区(三)从容不迫印学者印度战略决心昭然若揭,联美遏华方向已定南亚研究通讯关注风云之声提升思维层次导读战略自主只是印度适应冷战后一超多强国际格局的产物当今中国强势崛起,印度已完全没有必要再保持所谓战略自主而在中美之间,印度有无数理由选择美国,但鲜有理由选俄罗斯6艘潜艇出动,400枚反舰导弹就位,美军启动导弹舰据俄罗斯当地媒体最新消息显示,近日,俄罗斯将停留在基地的6艘潜艇全部派出,整个海军潜艇基地空空如也。对于俄罗斯这次的军事部署,外界表示这是俄罗斯历史上十分罕见的一次军事部署。黑海舰美国真正的对手浮出水面,不动声色造出了7艘航母,差点骗了全世界航母是目前世界上威慑力最强的海面战舰,强大的战斗力让对手十分忌惮,但是航母的研发难度极高,直接劝退了很多国家。但是此前曾有媒体报道称,附近海域悄然出现7艘航母,消息传出之后外界纷纷
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