生物学的脳に触発されたニューロモルフィックコンピューティングは、従来のフォンノイマン計算アーキテクチャの計算と記憶の分離ボトルネックを突破する理想的な手法です。その中でも、光信号と電気信号の利点を融合した光電ニューロモルフィックデバイスは、高速、低クロストーク、感知・記憶・計算一体の可能性を持ち注目されています。窒化ホウ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウムおよびその合金を代表とする窒化物半導体は、広いバンドギャップ調整範囲と優れた光電特性を持ち、高性能光電ニューロモルフィックデバイス構築の理想的な材料プラットフォームを提供します。本稿では、窒化物光電ニューロモルフィックデバイスの最新進展と応用を体系的に述べます。まず生物のニューロンとシナプスを紹介し、次にデバイス構造、動作機構、ニューロモルフィック機能のシミュレーションの観点から窒化物人工シナプスと人工ニューロンデバイスを詳細に解析します。その後、これらのデバイスの人工視覚、論理演算、生体医療などの応用展望を探ります。最後に材料、デバイス、大規模集積の分野における課題を議論し、多モード融合感知や異種集積といった将来の展望を示します。本稿は、窒化物光電ニューロモルフィックデバイスの発展の流れを明確にし、次世代の高効率・高速スマート計算ハードウェアの研究開発の参考とすることを目的としています。

ニューロモルフィックデバイス;光電デバイス;人工シナプス;人工ニューロン;窒化物