基于CsPbBr_(3)-MXene纳米结构的高线性度突触光电晶体管用于图像分类和边缘检测

人工光突触为克服数据存储和处理中的冯诺依曼瓶颈,提供了一种有效的解决方案.人工光突触通过消除带宽连接密度的权衡和低功耗,展现了其相较于电突触的优势.钙钛矿量子点由于其易于合成和良好的光电性能,在人工光突触中引起了广泛的关注.然而,有限的载流子迁移率和非线性性能阻碍了它在神经形态中的应用.本研究提出了一种吸附CsPbBr_(3)的MXene纳米结构(CsPbBr_(3)-MXene),即在MXene纳米片上原位生长CsPbBr_(3)量子点,并将其作为光电突触晶体管的吸光层,CsPbBr_(3)和MXene形成的异质结构增强了光电流的产生.在相同的光脉冲刺激下,与仅含CsPbBr_(3)的突触晶体管相比,CsPbBr_(3)-MXene突触晶体管的兴奋性突触后电流(EPSC)提高了24.6%.经过计算和比较,其线性度有了明显的改善(从4.586到1.099);此外,其对手写数字分类的识别准确率也显著提高(从86.13%到92.05%);边缘检测的F1分数也有所提高(从0.8165到0.9065),更加接近于1.这些提升表明这项工作将有助于神经计算领域的进一步发展.