Fabricación y estudio de las propiedades de un dispositivo sináptico óptico modificado por MXene bidimensional

DONG Shihui ,  

LI Qiqi ,  

LIAN Hong ,  

SHI Linlin ,  

DONG Qingchen ,  

摘要

Con el rápido desarrollo de la inteligencia artificial, la arquitectura tradicional de Von Neumann se ve limitada por la separación entre almacenamiento y cálculo, haciendo difícil satisfacer la creciente demanda de capacidad de cómputo. Inspirada por el sistema nervioso biológico, la computación neuromórfica ofrece una nueva vía para superar este límite. Los dispositivos sinápticos ópticos han captado gran atención debido a su respuesta rápida y bajo consumo de energía, y entre muchos sistemas materiales, los semiconductores orgánicos muestran prometedoras perspectivas de aplicación gracias a su flexibilidad, transparencia y facilidad de procesamiento. En este artículo se ha fabricado un dispositivo sináptico optoelectrónico orgánico basado en la modificación de interfaz MXene bidimensional, con una estructura de ITO/PEDOT∶PSS/PM6∶Y6/MXene/PFN-Br/Ag. Los resultados muestran que la modificación con MXene mejora la respuesta optoelectrónica del dispositivo bajo iluminações de 380, 525 y 808 nm; bajo un estímulo de pulsos ópticos a 808 nm, el índice de facilitación de impulsos pareados del dispositivo alcanza 113,6 % en Δt=0,5 s, superior al dispositivo de referencia con 109,2 %. Además, el dispositivo puede lograr de manera estable varios comportamientos de plasticidad sináptica como SDDP, SNDP, SRDP. Se construyó, además, un modelo de reconocimiento de letras manuscritas basado en las características sinápticas del dispositivo, donde el dispositivo modificado con MXene alcanzó una tasa de precisión del reconocimiento de 92,3 %, superior al 90,1 % del dispositivo de referencia, mostrando su potencial aplicación en sistemas de visión neuromórfica.

关键词

sinapsis óptica; heterounión orgánica; MXene; modificación de interfaz

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