受触觉启发摩擦电调控的基于可重构p-n结的人工突触（英文）

作者：贾萌萌; 郭鹏文; 王伟; 于爱芳; 张宇飞; 王中林^*; 翟俊宜^*

来源：Science Bulletin, 2022, 67(08): 803-812.

模拟人体触觉神经系统对于人工智能的发展至关重要.目前,实现低功耗、高效率且可以主动式驱动的人工突触仍然面临着挑战.本文提出了一种摩擦电势调控下可重构的p-n结以实现低功耗、自驱动的触觉传感系统.该器件集成了摩擦纳米发电机和基于石墨烯/氮化硼/二硒化钨的半浮栅晶体管,通过施加机械位移脉冲使晶体管在p-n结和n1-n结两个工作态之间切换并表现出相应的整流行为,据此提出了一种简单且不引入杂质的制备同质p-n结的方法.本文利用机械脉冲作为突触前电压尖峰,实现了人工突触权重的大范围调节,并成功实现了各种突触行为,例如短时/长时记忆、双脉冲抑制/易化以及学习经验行为.同时,这种设计还可以大幅度地降低能耗至与生物可比拟的fJ水平.这种可重构性和机械塑性的特征有望为未来低功耗、实时交互的人工智能系统提供新的策略.

• 单位
  中国科学院; 中国科学院大学; 广西大学