8月18日消息(arXiv:2608.18013),印度理工学院布巴内斯瓦尔分校(IIT Bhubaneswar)Deepak Kumar Sahu、Santu Kumar Ghosh、Sagarneel Ghoshal、Saranya Das与Samit K. Ray等研究者的论文,报道了基于MoWS₂合金的节能可重构光电人工突触器件,面向模式识别与彩色图像滤波应用。

二维过渡金属硫族化合物(TMD)合金因强光-物质相互作用与可调控的缺陷性质,是先进光电与神经形态应用的候选材料,但其大面积均匀生长一直困难,且物理性质与神经形态特性之间的关联尚不清楚。该团队开发了微腔化学气相沉积(CVD)反应器路径,生长出均匀、大面积的MoWS₂单层及少层合金薄膜,并据此构建光电突触器件(OSD)。

器件的突触行为由生长诱导的本征硫空位驱动——X射线光电子能谱(XPS)、开尔文探针力显微镜(KPFM)与扫描透射电镜(STEM)测量证实了这些缺陷的存在。器件成功模拟了关键生物突触功能:兴奋性突触后电流(EPSC)、成对脉冲易化(paired-pulse facilitation,PPF指数约170%量级)等;作为演示,器件被用于模式识别与彩色图像滤波任务。

科学意义与应用前景:这项工作打通了"合金生长—缺陷工程—神经形态功能"的链条——通过选择Mo/W配比调节带隙与缺陷密度,可以定制器件的光响应区间与可塑性参数。对于类脑视觉传感器(事件驱动、超低功耗的图像感知前端),基于二维合金的光电突触有望同时完成感知与初步计算,减少数据搬运。配合其可重构特性(同一器件在不同栅压/光强下呈现不同可塑性模式),该类器件可用于卷积神经网络的硬件化与边缘AI推理。 (来源:arXiv)