AI科技突破！西安交大学、香港大学开发出新型有机晶体管

西安交通大学、香港大学和西安科技大学的研究人员最近推出了一项创新的科技突破，他们开发出了一种新型有机晶体管，该晶体管不仅可以作为传感器，还可以作为处理器。这一重要突破的研究成果已在《自然电子》杂志上发表，并引起了广泛的关注。

在过去的几年里，电子工程师们一直在努力开发新型的类脑硬件，以提高人工智能（AI）模型的效率。尽管目前大部分硬件专注于数据的传感、处理和存储，但一些团队一直在探索将这三种功能结合到一个设备中的可能性。

这项最新研究的关键创新点在于该有机晶体管采用了垂直横向架构和选择性掺杂离子的结晶-非晶通道。这使得晶体管能够在传感模式和处理模式之间进行切换，具备了双重的可重构性。

研究团队的马伟教授和王中瑞教授在接受采访时表示：“传统的AI硬件需要单独的系统进行数据传感、处理和内存存储。由于不同硬件组件之间需要频繁的数据传输和模拟到数字信号的转换，这种分离通常导致能源消耗和时间延迟的问题。而我们的有机电化学晶体管（OECT）则具备显著的传感和模拟存储能力，具备了独特的优势。”

该团队最初的目标是开发一种同时具备传感器和处理器功能的OECT，因为这样的设备可以实现更加同质和高效的AI硬件。OECT是一种基于薄膜的有机电子设备，具备晶体管的功能，并且由于其薄度，有望在智能生物电子学领域发挥重要作用，例如可穿戴设备、植入式设备和神经形态硬件。

通过一系列简单的技术和工艺，包括热蒸发、溶液刀片涂层、热退火和反应离子蚀刻等，研究团队成功制造了OECT阵列。这些成本效益的制造技术为大规模生产提供了可能。

王中瑞教授解释说：“我们的设备具备令人

印象深刻的多功能性。作为传感器，它可以检测来自电生理学、化学物质、光和温度等各种信号。作为存储单元，它具备10位模拟状态的存储能力、低切换随机性以及超过10,000秒的状态保留。这使得我们的OECT设备成为人工智能领域的多功能工具。”

在一系列实验中，研究人员评估了OECT设备在不同操作模式之间切换的能力。他们发现该设备作为传感器能够感知不同类型的刺激，包括离子和光。而作为处理器，它能够处理10位模拟状态，并能够良好地保留这些状态。

马伟教授表示：“我们的新型设备具备双重操作方案，能够充当传感器和处理器。这种可重构性受到生物启发，也使得未来的神经形态硬件更具通用性和适应性。”

该团队未来计划改进制造技术，以创建一个大规模的OECT阵列，为完全集成的传感处理神经网络打下基础。该技术有着广泛的潜在应用，有望彻底改变医疗保健等领域。例如，通过硬件实现实时疾病诊断，可以大大提高医疗环境的速度和准确性。王中瑞教授补充道：“我们的下一步工作将进一步探索更具前景的应用，以实现这项技术在医疗等领域的实际应用。”