北京
据大皖新闻消息，3月23日，中国科学技术大学集成电路学院孙海定教授iGaN实验室联合国内外多家单位，成功研制出集成光传感、存储和处理“三合一”功能的光电二极管新架构，并构建规模化二极管阵列开发出低功耗类脑视觉相机。相关研究于3月20日在线发表于国际知名期刊Nature Electronic。
传统PN结二极管受限于半导体物理机制，通常仅能实现单向导电的单一功能，难以满足类脑计算、智能传感器对硬件集成度的需求。此次研究团队创新性提出基于能带工程的PN结设计方案，在氮化镓基PN结中插入宽带隙n-AlGaN层，利用能带弯曲形成局域电荷存储层，突破了传统二极管的功能限制。该嵌入式结构赋予器件电荷捕获与释放能力，可通过外部偏压实现模式切换，且完全兼容传统CMOS工艺。
为验证器件应用潜力，研究团队采用10×10交叉阵列架构构建类脑视觉相机演示系统。在零偏压下，阵列可实时感知含背景噪声的原始图像；切换至1V偏压时，利用高低频信号电子释放速率差异实现硬件级图像降噪；最终通过多态光存储模式将阵列配置为人工神经网络，完成图像分类。测试结果显示，降噪后图像识别准确率从低于60%提升至95%以上。
该成果打破了传统CMOS相机像素感、存、算分离的架构壁垒，其制造工艺兼容现有硅基微纳加工流程，为下一代低功耗边缘计算视觉终端、类脑计算芯片提供了极具潜力的硬件解决方案，未来还可扩展至其他半导体材料体系以覆盖更宽工作波长。
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本文源自：市场资讯
作者：观察君
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