據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站4日?qǐng)?bào)道，美國(guó)研究人員在節(jié)能型光電晶體管方面取得突破性進(jìn)展，研制出一種新型突觸型光電晶體管。這類設(shè)備有望幫助計(jì)算機(jī)在處理視覺信息時(shí)更像人腦，可用作自動(dòng)駕駛車輛等的傳感器。

在這一最新研究中，美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究人員將鈣鈦礦型納米晶體與單壁碳納米管網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，創(chuàng)造出這一新型光電晶體管。鈣鈦礦是一種新型半導(dǎo)體，已被證明能高效地將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能，并在很多領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。

當(dāng)研究人員用激光照射新光電管時(shí)，發(fā)現(xiàn)了驚人的電反應(yīng)。研究論文合著者約瑟夫·路德說(shuō)：“通常情況下，電流吸收光后，會(huì)短暫流動(dòng)一段時(shí)間，但在新光電晶體管中，電流會(huì)持續(xù)流動(dòng)。”

這種現(xiàn)象被稱為“持久光電導(dǎo)”，是“光存儲(chǔ)”的一種形式。所謂“光存儲(chǔ)”指照射到設(shè)備上的光能可以作為電流存儲(chǔ)在“存儲(chǔ)器”中，這種現(xiàn)象還可以模擬大腦內(nèi)用來(lái)儲(chǔ)存記憶的突觸。

通常情況下，持續(xù)的光電導(dǎo)需要低溫和/或高工作電壓，但電流峰值只會(huì)持續(xù)一瞬間。而在最新研究中，持久的光電導(dǎo)在室溫下產(chǎn)生電流，并在光關(guān)閉后持續(xù)一個(gè)多小時(shí)。研究還發(fā)現(xiàn)，只需低電壓和低光強(qiáng)度就可做到這一點(diǎn)，表明存儲(chǔ)內(nèi)存所需的能量也很低。

科學(xué)家們一直致力于研究光學(xué)存儲(chǔ)和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算——用計(jì)算機(jī)模擬人腦儲(chǔ)存信息的方式，希望創(chuàng)建出能模擬大腦功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。大腦使用由神經(jīng)元組成的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”工作，這些神經(jīng)元通過(guò)突觸與其他神經(jīng)元相互作用，這種高度互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)是大腦能快速高效處理信息的主要原因之一。

研究人員稱，鑒于人腦收集的很多信息都源于視覺感知，新研制出的這些突觸型晶體管可以整合到圖像識(shí)別系統(tǒng)中。

研究合作者、詹妮弗·布萊克本表示：“這些傳感器陣列可以接收?qǐng)D像，結(jié)合訓(xùn)練和學(xué)習(xí)算法可用于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)類程序。這類系統(tǒng)有望提高自動(dòng)駕駛車輛等應(yīng)用中的能源效率、性能和可靠性。”

(記者 劉霞)