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寬光譜光電突觸器件研究獲新進展

2025年05月15日08:28 | 來源:光明日報
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原標題:寬光譜光電突觸器件研究獲新進展

近日,中國科學院長春光學精密機械與物理研究所在寬光譜光電突觸器件研究中取得進展,該所研制的鉭鎳硒硫化錫異質結光電突觸晶體管可實現從紫外到近紅外的寬譜高光電轉換效率和長時數據保留能力,顯著提升神經網絡對視覺信息處理的精度和效率。這一重要成果為光電子學和神經形態計算機視覺領域的發展提供了新的思路,未來有望在人工智能技術中得到深度應用。

隨著人工智能技術在自動駕駛、智能機器人和智能制造等領域的廣泛應用,傳統視覺系統的串行處理方式因功耗增加、信息延遲等問題,逐漸難以滿足日益增長的算力需求。神經形態視覺系統模擬人腦神經元和突觸結構,採用並行處理方式,能夠同時處理多路信息,從而顯著降低功耗並提升數據處理速度,成為計算機視覺領域的研究熱點。

鑒於以上原因,長春光機所李紹娟、黎大兵研究團隊開創性構建氣態刺激響應調制機制,通過氣體吸附輔助的持久光電導策略,使該器件能看清以前根本看不見的“光譜暗語”,對比傳統硅基探測器“視力”強10萬倍。同時,其數據保留時長較現有技術延長100倍,大幅度提升了神經網絡處理信息的精度和效率。

該器件還成功模擬了人眼視網膜細胞對多光譜信號的感知與識別功能,使智能設備可同時解析紫外、可見光、紅外等多維度光信號,為多種場景提供高效、仿生的解決方案,如在工業檢測中利用紫外波段發現產品表面人眼難以察覺的細微瑕疵,或在安防監控領域利用紅外波段在弱光環境下精准識別目標。

研究團隊負責人、長春光機所研究員李紹娟介紹,團隊研究聚焦於拓寬光電突觸的響應波段、提高對弱光信號的檢測能力、增強器件作為輸入層的圖像預處理能力3個關鍵方向,讓未來的智能設備能不受光線因素干擾穩定高效地獲取信息,並第一時間將雜亂無章的原始圖像轉化為易於分析的形式,讓智能設備在面對復雜圖像時,也能迅速做出精准判斷。

當前,該研究已進入從實驗室邁向產業化的過渡階段。李紹娟表示,這項技術將推動機器視覺向更高智能水平躍遷,智能設備將擁有更靈敏、更智慧的眼睛,完成更多人類難以企及的任務。(見習記者張楠 記者任爽)

(責編:李昉、熊旭)

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