Dispositivos neuromórficos optoeletrônicos baseados em nitretos

ZHAO Jianlu ,  

WU Yunfei ,  

HU Lingxiang ,  

LIU Wei ,  

LU Huanming ,  

YE Zhizhen ,  

ZHUGE Fei ,  

摘要

A computação neuromórfica inspirada no cérebro biológico é o caminho ideal para superar o gargalo da arquitetura tradicional de Von Neumann, que separa armazenamento e cálculo. Entre eles, dispositivos neuromórficos optoeletrônicos que combinam as vantagens dos sinais ópticos e elétricos atraem grande atenção devido à sua alta velocidade, baixa diafonia e potencial de integração sensorial, armazenamento e cálculo. Os semicondutores de nitreto, como nitreto de boro, nitreto de gálio, nitreto de alumínio e suas ligas, com ampla faixa ajustável de banda proibida e excelentes propriedades optoeletrônicas, fornecem uma plataforma de materiais ideal para construir dispositivos neuromórficos optoeletrônicos de alto desempenho. Este artigo descreve sistematicamente os últimos avanços e aplicações dos dispositivos neuromórficos optoeletrônicos baseados em nitretos. Primeiro, são introduzidos os neurônios e sinapses biológicos, depois são analisados detalhadamente os dispositivos de sinapses artificiais e neurônios artificiais baseados em nitretos, sob os aspectos da estrutura do dispositivo, mecanismo de funcionamento e simulação das funções neuromórficas. Em seguida, são exploradas as perspectivas de aplicação desses dispositivos em visão artificial, computação lógica e biomedicina. Por fim, discutem-se os desafios em materiais, dispositivos e integração em grande escala, bem como direções futuras, como percepção multimodal integrada e integração heterogênea. Este artigo visa esclarecer a trajetória de desenvolvimento dos dispositivos neuromórficos optoeletrônicos baseados em nitretos, fornecendo referência para promover a pesquisa e desenvolvimento de hardware inteligente de próxima geração, eficiente e de alta velocidade.

关键词

Dispositivos neuromórficos; dispositivos optoeletrônicos; sinapses artificiais; neurônios artificiais; nitretos

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