光电子·激光2024,Vol.35Issue(9) :897-902.DOI:10.16136/j.joel.2024.09.0592

基于二维有机晶体的高性能光学突触器件

High-performance optical synaptic devices based on 2D organic crystals

刘逸龙 李晖 苏琳琳 李欣蔚 杨成东 程淇美
光电子·激光2024,Vol.35Issue(9) :897-902.DOI:10.16136/j.joel.2024.09.0592

基于二维有机晶体的高性能光学突触器件

High-performance optical synaptic devices based on 2D organic crystals

刘逸龙 1李晖 1苏琳琳 2李欣蔚 1杨成东 1程淇美3
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作者信息

  • 1. 南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京 210044;无锡学院电子信息工程学院,江苏无锡 214105
  • 2. 南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京 210044
  • 3. 无锡学院电子信息工程学院,江苏无锡 214105
  • 折叠

摘要

基于冯·诺依曼结构的传统计算机由于内存和处理器的物理分离,性能受到限制.为实现后摩尔时代先进神经形态计算技术的可持续发展,具有存算一体架构的神经形态器件成为一个可选解决方案.文中展示了一种基于光调制的人工突触,其凭借出色光响应特性,实现了电导的光可调协,并且表现出优异的光电突触行为,成功模拟了包括刺激强化、训练促进和记忆巩固等生物突触的关键行为特征,还评估了器件遗忘的可预测性.这项研究为硬件人工神经网络(artifi-cial neural network,ANN)的实现和感知系统的模拟具有重要意义.

Abstract

Conventional computers based on von Neumann architectures have limited performance due to the physical separation of memory and processor.To achieve sustainable development of advanced neuromorphic computing technologies in the post-Moore era,neuromorphic devices with an integrated memory-computer architecture have emerged as an alternative solution.Here,we demonstrate an optical modulation-based artificial synapse that achieves phototunable coordination of conductance by virtue of its excellent photoresponsive properties,and exhibits excellent optoelectronic synaptic behaviours,successfully simulating key behavioural features of biological synapses including stimulus reinforcement,training facilitation,and memory consolidation,and evaluating the predictability of device forgetting.This study has important implications for the implementation of hardware artificial neural networks(ANNs)and the simulation of perceptual systems.

关键词

光学突触器件/二维有机晶体/状态可塑性

Key words

optical synaptic device/2D organic crystal/state plasticity

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基金项目

国家自然科学基金(62106111)

无锡学院引进人才科研启动项目(2021r011)

无锡学院引进人才科研启动项目(2021r012)

出版年

2024
光电子·激光
天津理工大学 中国光学学会

光电子·激光

北大核心
影响因子:1.437
ISSN:1005-0086
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