偏压可重构势垒光探测器实现超宽响应时间可调与神经形态计算融合

《Nature Communications》：Bias-reconfigurable barrier photodetectors for integrated broadband sensing and neuromorphic vision

　　

摘要

智能视觉系统需要具有可重构响应特性的光探测器，以支持高速传感和神经形态处理等多样化模态。本文展示了一种偏压可重构势垒光探测器，其响应时间可跨越7个数量级进行连续调节，范围从614纳秒到8.28秒。这种宽范围可调性是通过电学调控界面势垒高度实现的，使主要载流子输运机制从直接隧穿转变为势垒限制的热激发和陷阱辅助过程。在低偏压下，该器件表现为高速光探测器；而在较高偏压下，响应可延伸至突触时间尺度，从而作为物理储库实现传感器内神经形态计算。值得注意的是，该器件具有从可见光到中红外波段的光响应特性。在车辆加速或减速分类等复杂识别任务中实现了高精度。这种快速光探测与神经形态计算的融合，为集成机器视觉、自适应多光谱传感和节能边缘智能建立了硬件高效范式。