传统的数字图像贬责系统包括图像传感单位和图像贬责单位,二者在物理空间上辞别,图像信息在其间的传输产成了延时与能耗。东谈主类视觉系统启发的神经格式视觉传感器(NeuVS)不错通过在单一器件中集成光传感和东谈主工突触功能辉夜姬 反差,以模拟视觉感知系统的传感器内遐想操作(图1a),感存算一体化的遣散,不错提高机器视觉系统信息贬责的后果,并裁汰功耗,具有优异的应用出息。东谈主类视网膜包含三种视锥细胞以感知可见光,酿成红绿蓝(RGB)三色视觉。紫外线放射算作太阳辐掷中东谈主眼不主张部分,在杀菌、已然、透视和医疗健康等方面说明着蹙迫作用,另一方面,万古辰的紫外结拜露,会对东谈主眼、皮肤等产生危害。在实质的紫外预警探伤中,紫外信号接续较弱,导致检测用功,且其他波长的光(如RGB)的存在也会侵扰检测。因此,探索能感知超弱紫外光的神经格式视觉传感器,遣散对紫外线放射的预警具有蹙迫敬爱。
图1. (a)由传感单位、挂牵单位和贬责单位构成的东谈主类视觉系统。(b)有机神经格式视觉传感器暗示图。(c)BTBTT6-syn的紫外-可见接管光谱和化学结构。(d)文中OPTs的检测极限与之前报谈的紫外光晶体管比拟。
针对以上问题,我院纪德洋素养团队,斡旋南京邮电大学凌海峰素养团队和长春应用化学探究所的田洪坤探究员团队,以有机光电晶体管(OPTs)为基本使命单位(图1b和1c),受虫豸眼睛四色视觉系统的启发,期骗OPTs超颖悟的紫外光反应本性及存储性能,在OPTs中,遣散了集成光反应、预贬责和存储历程的NeuVS,并展示了其在静态图像和动态视频识别中的应用。
该使命中,期骗 BTBTT6-syn的密排双层结构、强的分子间相互作用以及BTBTT6−syn/SiO2界面羟基俘获电子的特色,OPTs器件可反应31 nw cm−2的超弱紫外光,是当今所报谈的有机紫外光晶体管的最低检测值(图1d)。期骗界面工程,收受不同的团聚物介电层,调度器件中的界面舛错。激子迷惑能和载流子移动率的协同效应,增强了具有缓冲层的器件在高光强条款下的光颖悟度(图2a)。悉数器件的光反应性能包括光颖悟度(P)接近106辉夜姬 反差,光反应度(R)高达107 A W−1,比探伤率(D*)当先1017 Jones,呈现出超强的光电探伤才智。
图2.(a)不同界面器件的光颖悟度随光密度的变化。(b)31 nw cm−2紫外光刺激下,裸SiO2器件的EPSC。(c)不同电活水平下,裸SiO2器件的看护性能。(d)不同波长光刺激下,裸SiO2器件的EPSC。(e)有/无神经格式预贬责下,模式识别的精度。(f)具有不同缓冲层器件的模式识别精度。
成绩于SiO2名义羟基俘获电子的特色,裸SiO2器件关于31 nw cm−2的超弱紫外光具有权贵的光反应本性,呈现出昭彰可辞别的电导态及万古程增强功能,最面子管时辰可达20,000秒以上(图2b和2c)。由于BTBTT6-syn对紫外光独到的颖悟性,器件具有较高的紫外光收受性反应本性,而对RGB光的反应很弱(图2d),期骗这一特色,以OPTs器件阵列构建的NeuVS,不错灵验过滤环境中的RGB噪声,遣散高效的信息预贬责功能,关于手写数字的识别率可从降噪前的46%提高到86%,通过界面工程调控,识别率进一步升迁到90%(图2e和2f)。终末,文中还展示了NeuVS在动态视频识别中的应用(图3)。这项使命为构建紫外超颖悟智能传感和东谈主工视觉系统提供了一种灵验的政策。
图3. 使用基于BTBTT6-syn的突触OPTs阵列进行通顺检测的暗示图。
商量探究论文以“Tetrachromatic vision-inspired neuromorphic sensors with ultraweak ultraviolet detection”为题发表在《Nature Communications》(Nat. Commun., 2023, 14, 2281, DOI: 10.1038/s41467-023-37973-0)上,论文第一作家为天津大学分子蚁合态科学探究院硕士探究生蒋婷和南京邮电大学博士后王一如,共同通信作家为纪德洋素养、凌海峰素养和田洪坤探究员。
在线爱论文流畅:https://www.nature.com/articles/s41467-023-37973-0
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