中國研究人員開發(fā)可用作傳感器和處理器的有機(jī)電化學(xué)晶體管
2023-6-6 10:47:03??????點(diǎn)擊：
近年來，電子工程師一直在嘗試開發(fā)新的類腦硬件，以更高效地運(yùn)行人工智能 (AI) 模型。雖然大多數(shù)現(xiàn)有硬件專門用于傳感、處理或存儲數(shù)據(jù)，但一些團(tuán)隊一直在探索將這三種功能結(jié)合在單個設(shè)備中的可能性。
據(jù)EDN電子技術(shù)設(shè)計報道，西安交通大學(xué)、香港大學(xué)和西安科技大學(xué)的研究人員最近推出了一項創(chuàng)新的科技突破，他們開發(fā)出了一種新型有機(jī)晶體管，該晶體管不僅可以作為傳感器，還可以作為處理器。這一重要突破的研究成果已在《自然電子》雜志上發(fā)表，并引起了廣泛的關(guān)注。
研究人員最近研究的最初目標(biāo)是開發(fā)一種既可以用作傳感器又可以用作處理器的 OECT，因為這樣的設(shè)備可以創(chuàng)建更加同質(zhì)和高效的 AI 硬件。OECT 是基于薄膜的有機(jī)電子設(shè)備，具有晶體管的功能。它們的薄度使它們特別有希望用于開發(fā)智能生物電子學(xué)，例如可穿戴或植入式設(shè)備以及神經(jīng)形態(tài)硬件。
這項最新研究的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)在于該有機(jī)晶體管采用了垂直橫向架構(gòu)和選擇性摻雜離子的結(jié)晶-非晶通道。這使得晶體管能夠在傳感模式和處理模式之間進(jìn)行切換，具備了雙重的可重構(gòu)性。
為了制造他們的 OECT 陣列，研究人員使用了一系列簡單的技術(shù)和工藝，包括熱蒸發(fā)、溶液刀片涂層、熱退火和反應(yīng)離子蝕刻。由于所有這些技術(shù)都具有成本效益，因此它們可以促進(jìn)其設(shè)備的大規(guī)模制造。
王中瑞教授表示：“我們的設(shè)備具備令人印象深刻的多功能性。作為傳感器，它可以檢測來自電生理學(xué)、化學(xué)物質(zhì)、光和溫度等各種信號。作為存儲單元，它具備10位模擬狀態(tài)的存儲能力、低切換隨機(jī)性以及超過10,000秒的狀態(tài)保留。這使得我們的OECT設(shè)備成為人工智能領(lǐng)域的多功能工具?！?br /> 在一系列實驗中，研究人員評估了OECT設(shè)備在不同操作模式之間切換的能力。他們發(fā)現(xiàn)該設(shè)備作為傳感器能夠感知不同類型的刺激，包括離子和光。而作為處理器，它能夠處理10位模擬狀態(tài)，并能夠良好地保留這些狀態(tài)。
馬偉教授表示：“我們的新型設(shè)備具備雙重操作方案，能夠充當(dāng)傳感器和處理器。這種可重構(gòu)性受到生物啟發(fā)，也使得未來的神經(jīng)形態(tài)硬件更具通用性和適應(yīng)性?！?br /> 該團(tuán)隊未來計劃改進(jìn)制造技術(shù)，以創(chuàng)建一個大規(guī)模的OECT陣列，為完全集成的傳感處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。該技術(shù)有著廣泛的潛在應(yīng)用，有望徹底改變醫(yī)療保健等領(lǐng)域。例如，通過硬件實現(xiàn)實時疾病診斷，可以大大提高醫(yī)療環(huán)境的速度和準(zhǔn)確性。王中瑞教授補(bǔ)充道：“我們的下一步工作將進(jìn)一步探索更具前景的應(yīng)用，以實現(xiàn)這項技術(shù)在醫(yī)療等領(lǐng)域的實際應(yīng)用?！?br />
據(jù)EDN電子技術(shù)設(shè)計報道，西安交通大學(xué)、香港大學(xué)和西安科技大學(xué)的研究人員最近推出了一項創(chuàng)新的科技突破，他們開發(fā)出了一種新型有機(jī)晶體管，該晶體管不僅可以作為傳感器，還可以作為處理器。這一重要突破的研究成果已在《自然電子》雜志上發(fā)表，并引起了廣泛的關(guān)注。
研究人員最近研究的最初目標(biāo)是開發(fā)一種既可以用作傳感器又可以用作處理器的 OECT，因為這樣的設(shè)備可以創(chuàng)建更加同質(zhì)和高效的 AI 硬件。OECT 是基于薄膜的有機(jī)電子設(shè)備，具有晶體管的功能。它們的薄度使它們特別有希望用于開發(fā)智能生物電子學(xué)，例如可穿戴或植入式設(shè)備以及神經(jīng)形態(tài)硬件。
這項最新研究的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)在于該有機(jī)晶體管采用了垂直橫向架構(gòu)和選擇性摻雜離子的結(jié)晶-非晶通道。這使得晶體管能夠在傳感模式和處理模式之間進(jìn)行切換，具備了雙重的可重構(gòu)性。
為了制造他們的 OECT 陣列，研究人員使用了一系列簡單的技術(shù)和工藝，包括熱蒸發(fā)、溶液刀片涂層、熱退火和反應(yīng)離子蝕刻。由于所有這些技術(shù)都具有成本效益，因此它們可以促進(jìn)其設(shè)備的大規(guī)模制造。
王中瑞教授表示：“我們的設(shè)備具備令人印象深刻的多功能性。作為傳感器，它可以檢測來自電生理學(xué)、化學(xué)物質(zhì)、光和溫度等各種信號。作為存儲單元，它具備10位模擬狀態(tài)的存儲能力、低切換隨機(jī)性以及超過10,000秒的狀態(tài)保留。這使得我們的OECT設(shè)備成為人工智能領(lǐng)域的多功能工具?！?br /> 在一系列實驗中，研究人員評估了OECT設(shè)備在不同操作模式之間切換的能力。他們發(fā)現(xiàn)該設(shè)備作為傳感器能夠感知不同類型的刺激，包括離子和光。而作為處理器，它能夠處理10位模擬狀態(tài)，并能夠良好地保留這些狀態(tài)。
馬偉教授表示：“我們的新型設(shè)備具備雙重操作方案，能夠充當(dāng)傳感器和處理器。這種可重構(gòu)性受到生物啟發(fā)，也使得未來的神經(jīng)形態(tài)硬件更具通用性和適應(yīng)性?！?br /> 該團(tuán)隊未來計劃改進(jìn)制造技術(shù)，以創(chuàng)建一個大規(guī)模的OECT陣列，為完全集成的傳感處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。該技術(shù)有著廣泛的潛在應(yīng)用，有望徹底改變醫(yī)療保健等領(lǐng)域。例如，通過硬件實現(xiàn)實時疾病診斷，可以大大提高醫(yī)療環(huán)境的速度和準(zhǔn)確性。王中瑞教授補(bǔ)充道：“我們的下一步工作將進(jìn)一步探索更具前景的應(yīng)用，以實現(xiàn)這項技術(shù)在醫(yī)療等領(lǐng)域的實際應(yīng)用?！?br />
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