InSe铁电场效应晶体管用于实现同时感知、存储和计算于一体的宽带运动检测技术

《ACS Nano》：InSe Ferroelectric Field-Effect Transistor for Simultaneous Perception–Memory–Computation All-in-One Broadband Motion Detection

宽带感知-记忆-计算一体化器件开发及运动识别研究

　　

随着人工智能机器人的广泛应用，具备同时感知、存储和计算功能的宽带运动检测与识别（Broadband Motion Detection and Recognition, BMDR）技术变得越来越重要。然而，现有的最先进的一体化BMDR技术仍然存在不足。本文展示了一种InSe铁电场效应晶体管，其在450至973纳米的范围内具有宽带响应特性，这得益于InSe大约1.3电子伏特的适中带隙。该InSe器件具备基于Pb(Zr_0.2Ti_0.8)O₃（PZT）铁电特性的存储功能，以及通过其渐进式非易失性导电调制实现的计算能力，从而便于人工突触权重的更新。因此，这种InSe铁电场效应晶体管具备了宽带感知、存储和计算的功能。重要的是，通过将基于偏压的非易失性正向/负向光电导机制与帧间差分计算相结合，所提出的InSe铁电场效应晶体管能够高效地检测和识别移动的兔子。检测到的兔子图像随后被输入到基于导电映射原理构建的神经网络中进行分类，在仅40个训练周期后即可达到100%的准确率，优于同类技术。这项研究为基于二维器件的下一代一体化BMDR技术的发展奠定了基础。