2025年3月24日晚,电气与控制工程学院“一苇以航”辅导员工作室成功举办第113期论文学堂,由朋辈导师郭睿面向24150141班进行讲解。本次学堂开展了《集成双极响应光电探测器和人工光电突触的ZnO/SnSe双模异质结器件,用于传感器内计算》论文的学习。该研究提出了一种基于ZnO/SnSe异质结的双模式器件,创新性地将双极性响应的光电探测器(PDs)与人工光电突触(OESDs)集成于一体,实现了传感器中的计算功能(in-sensor computing)。这一突破为光电子学和类脑计算领域的发展提供了新的技术路径。
随着大数据时代的到来,传感器节点数量激增,传统图像系统中感测终端与存储单元分离的架构导致数据传输效率低下。为解决这一问题,研究者通过两步磁控溅射技术在ITO基底上制备了ZnO/SnSe异质结。实验过程中,通过精确控制温度和时间,成功制备出具有优异光吸收性能的致密均匀薄膜结构。器件在405至1550 nm波长范围内展现出独特的双极性光响应,通过调节激光波长和强度实现输出电流极性的切换。在零偏压下具有高响应度和快速响应速度,综合性能领先于同类研究。人工光电突触特性体现在器件在低光强下模拟了生物突触的短时/长时可塑性(STP/LTP)和学习经验行为。通过光脉冲调控,实现了从短时记忆到长时记忆的转变,并成功模拟“学习-遗忘-再学习”过程。利用不同波长的光激励信号,器件成功实现了“与”(AND)和“或”(OR)逻辑功能,为复杂计算任务的电路集成奠定了基础。该研究不仅为单个器件集成感测、存储和计算功能提供了新思路,还为发展高效能、低功耗的in-sensor计算技术开辟了道路。未来,这类器件有望在光学通信、人工智能、类脑计算等领域发挥重要作用。
本次论文小学堂通过深入剖析前沿研究成果,激发了同学们对光电子学与人工智能交叉领域的兴趣。大家围绕器件的设计原理、实验方法以及潜在应用展开了热烈讨论,进一步理解了跨学科研究在解决实际问题中的重要性。活动不仅拓宽了学术视野,也为同学们未来的科研探索提供了宝贵启发,为同学们搭建交流与学习了平台,助力创新人才培养。

