Dispositivos neuromórficos optoelectrónicos de nitruro

ZHAO Jianlu ,  

WU Yunfei ,  

HU Lingxiang ,  

LIU Wei ,  

LU Huanming ,  

YE Zhizhen ,  

ZHUGE Fei ,  

摘要

La computación neuromórfica inspirada en el cerebro biológico es la vía ideal para superar el cuello de botella de la arquitectura tradicional de Von Neumann que separa el almacenamiento y el cálculo. Entre ellos, los dispositivos neuromórficos optoelectrónicos que combinan las ventajas de las señales ópticas y eléctricas atraen gran atención debido a su alta velocidad, bajo diafonía y potencial de integración de detección, almacenamiento y cálculo. Los semiconductores de nitruro, como el nitruro de boro, nitruro de galio, nitruro de aluminio y sus aleaciones, con un amplio rango de ajuste de la banda prohibida y excelentes propiedades optoelectrónicas, proporcionan una plataforma material ideal para construir dispositivos neuromórficos optoelectrónicos de alto rendimiento. Este artículo expone sistemáticamente los avances más recientes y las aplicaciones de los dispositivos neuromórficos optoelectrónicos de nitruro. Primero, se presentan las neuronas y sinapsis biológicas, luego se analizan a fondo los dispositivos de sinapsis artificiales y neuronas artificiales de nitruro desde la estructura del dispositivo, el mecanismo de trabajo y la simulación de funciones neuromórficas. A continuación, se exploran las perspectivas de aplicación de estos dispositivos en visión artificial, computación lógica y biomedicina. Por último, se discuten los desafíos en materiales, dispositivos e integración a gran escala, así como las direcciones futuras, como la percepción multimodal fusionada y la integración heterogénea. El propósito de este artículo es clarificar la trayectoria de desarrollo de los dispositivos neuromórficos optoelectrónicos de nitruro, proporcionando referencias para promover la investigación de hardware de computación inteligente eficiente y de alta velocidad de próxima generación.

关键词

Dispositivos neuromórficos; dispositivos optoelectrónicos; sinapsis artificiales; neuronas artificiales; nitruro

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