Hybrid structure of silicon nanocrystals and 2D WSe2for broadband optoelectronic synaptic devices——IEDM 2018
作為即將到來(lái)的“超越摩爾”時(shí)代最重要的技術(shù)之一,神經(jīng)形態(tài)計(jì)算在很大程度上取決于突觸器件的發(fā)展。本文利用硼(B)摻雜硅納米晶體(Si NCs)的強(qiáng)寬帶光吸收和二維(2D)WSe2的高效電荷傳輸?shù)膮f(xié)同作用,制備了基于Si NCs和2DWSe2混合結(jié)構(gòu)的突觸器件。Si-NC/WSe2突觸器件可以感知從紫外(UV)到近紅外(NIR)的寬光譜區(qū)域內(nèi)的光學(xué)刺激,表現(xiàn)出重要的突觸功能。Si-NC/WSe2突觸器件的能耗可能低至~75 fJ。這項(xiàng)工作對(duì)利用豐富的半導(dǎo)體納米晶體和2D材料庫(kù)開(kāi)發(fā)突觸器件具有重要意義。
從圖2中可以看出器件是先制備電極(溝道長(zhǎng)寬為10/120μm),再轉(zhuǎn)移2DWSe2和Si NCs,作者這樣做的原因可能是增加光照面積,提升光響應(yīng)的靈敏度。在器件性能的測(cè)試部分,復(fù)合材料TFT的閾值電壓發(fā)生了左移(圖7),說(shuō)明材料之間有載流子遷移, 重點(diǎn)闡述了一些重要突觸功能的測(cè)試結(jié)果。值得一提的是在測(cè)試突觸功能的時(shí)候,選擇的器件工作電壓在閾值電壓附近,也是為了保證最大的光響應(yīng)靈敏度。
最后,文章也對(duì)單次突觸事件的能耗做了計(jì)算,計(jì)算了單次突觸事件中光刺激的能量dE,計(jì)算公式如下:
dE=S×P×dt
其中,S為器件面積,P為入射光功率密度,dt為光脈沖持續(xù)時(shí)間。從圖8可以看出,532 nm入射光具有最低的能耗。在入射光P為1.25×10-3μW/cm2時(shí),脈沖持續(xù)時(shí)間為20 ms,單次突觸事件的能耗最低約為75fJ。按照文章中給出的器件的參數(shù)淺算了下,功耗比文章中給的數(shù)據(jù)還低~不太清楚作者在計(jì)算的過(guò)程中采用的器件面積參數(shù)是什么,最終也沒(méi)有搞清楚功耗的計(jì)算邏輯。有算對(duì)的同學(xué)可以私信告訴我這功耗是怎么計(jì)算得到的~
審核編輯 :李倩
-
光電子
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
112瀏覽量
17212 -
晶體
+關(guān)注
關(guān)注
2文章
1321瀏覽量
35134
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論