近日,国际著名期刊Nano Letters杂志在线发表了“Artificial vision adaption mimicked by an optoelectrical In2O3 transistor array”一文,展示了中南大学物理与电子学院孙佳、阳军亮教授课题组的最新研究成果。中南大学为该论文的第一完成单位及通讯作者单位,靳晨星硕士为文章第一作者,孙佳、阳军亮教授为通讯作者。
人工视觉感知系统具有识别、学习和记忆等神经形态功能,可以应用于下一代机器人和人类感知电子设备,近年来获得了科研界和产业界的广泛关注。在人类视觉系统中,外部环境视觉信息是通过视觉感知过程和并行记忆学习过程的结合来识别的。然而,目前先进的光电探测器主要是用于检测光信号,没有任何神经形态功能。另外一方面,人眼对光的适应性是在外界亮度刺激下视觉器官感知发生变化的过程。该功能使人眼能够在变化的环境中进行详细的视觉信息分析,以避免在异常条件下光线对眼睛的伤害。在生物学上,人眼光感受器的抑制行为对维持视觉适应具有重要作用,鉴于此,开发具有负光电导效应的光电仿生器件对于模拟人工视觉适应具有重要意义。在此项工作中该团队研制了光电In2O3晶体管阵列,首次在电解质栅控氧化物晶体管中发现负光电导效应,并成功模拟人工视觉自适应过程。在365 nm紫外光照射下,随着光功率密度的增加,器件阵列光电流会逐渐减小,展现出显著的负光导效应。In2O3半导体在光作用下产生空穴-电子对,栅电极通过大电容离子胶产生强电场使载流子重新分布是导致器件产生负光电导行为的内在机理。利用制备的器件阵列模拟了自适应环境亮度的人工视觉感知功能,器件阵列对外部环境具有可调阈值范围的视觉适应性。提出的具有视觉自适应的光电晶体管阵列在未来可能应用于人工智能传感。
(论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00599)