安徽大學材料科學與工程學院何剛教授團隊在鈣鈦礦神經(jīng)突觸和有機光電晶體管研究方面取得系列進展,先后在材料和微電子權(quán)威期刊發(fā)表系列論文,安徽大學均為第一單位。
在神經(jīng)器件研究方面,何剛教授團隊與南開大學徐文濤教授團隊聯(lián)合,采用組分工程策略設(shè)計了一種混合陽離子-混合鹵素鈣鈦礦,該低溴-低銫混合鈣鈦礦在突觸器件上實現(xiàn)了好的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,并在人工傳出系統(tǒng)中實現(xiàn)高頻“預警”功能。相關(guān)研究成果以“相位工程調(diào)節(jié)的熱穩(wěn)定和機械穩(wěn)定的用于神經(jīng)肌肉控制的鈣鈦礦人工突觸”為題發(fā)表于材料學科權(quán)威期刊《納米快報》 (DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02240;第一作者為材料科學與工程學院博士后衛(wèi)歡歡,材料科學與工程學院何剛教授和南開大學徐文濤教授為共同通訊作者)。
在有機光電晶體管構(gòu)筑和應(yīng)用方面,鑒于神經(jīng)形態(tài)并行計算的仿生突觸器件的快速發(fā)展,團隊利用有機突觸晶體管(OPST)模擬光電脈沖響應(yīng),完成了光電脈沖突觸模擬和神經(jīng)形態(tài)記憶學習,有效拓寬了有機突觸器件實現(xiàn)光電脈沖調(diào)制的應(yīng)用范圍,為實現(xiàn)新一代復雜神經(jīng)形態(tài)光電系統(tǒng)提供了可靠的支持。相關(guān)研究成果以“具有光學自由基效應(yīng)的高性能有機鋰鹽摻雜OFET用于光電脈沖突觸模擬和神經(jīng)形態(tài)記憶學習”為題發(fā)表于材料學科權(quán)威期刊《材料視野》(DOI: 10.1039/D4MH00297K;第一作者為材料科學與工程學院2022級博士生李玉嬌,材料科學與工程學院何剛教授為通訊作者)。
低功耗可生物降解的人工突觸器件是未來神經(jīng)形態(tài)計算發(fā)展的重要方向之一,基于聚合物材料的突觸晶體管為綠色電子開辟新的道路。團隊基于離子摻雜有效調(diào)控聚合物電容,成功構(gòu)筑突觸晶體管,實現(xiàn)了興奮性突觸后電流、成對脈沖促進和高通濾波等活動依賴性突觸行為在單個突觸裝置中的模擬。相關(guān)研究成果以“用于邏輯電子和神經(jīng)元突觸的離子摻雜聚乙烯醇基薄膜晶體管”為題發(fā)表于微電子頂刊《IEEE電子器件匯刊》(DOI: 10.1109/TED.2024.3393944;第一作者為材料科學與工程學院2021級博士生汪文豪,材料科學與工程學院何剛教授為通訊作者)。
圖1:混合陽離子混合鹵化物鈣鈦礦的組分工程策略
圖2:有機鋰鹽摻雜的神經(jīng)突觸器件Si/Li-PVA/PDVT-10的突觸行為
新聞鏈接:http://www.ahu.edu.cn/2024/0725/c15129a345439/page.htm
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