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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工视觉系统,例如用于智能感官电子设备的视觉系统。
技术介绍
1、自从人工智能(ai)出现以来,信息和通信技术的发展大大促进了物联网(iot)、人工视觉系统、无人驾驶等的近期发展[1-3]。事实上,人脑是自然界中最复杂的结构之一,它能以高速和超低的功耗同时处理和存储大量数据[4-5]。在人脑的启发下,基于人工突触的设备和系统已经取得了很多进展。各种智能感官电子设备,如人工喉咙、人工皮肤和人工视觉系统,尤其受到关注[7-10]。据悉,大约80%的信息是由人类的视觉获得的。因此,视觉是接收外部信号的基本途径[11-12](见图6a)。图2a展示了生物突触的示意图,突触前的细胞通过神经递质向突触后的细胞传递信息。另外,人类的视觉系统可以识别不同波长的复杂图像,并将光学信号转换为生物信号进行处理,这激励了带有光电器件的人工视觉系统的发展[13](见图6c)。在这种情况下,人工视觉系统有可能充当仿生处理器和人工突触的信号接收器。
2、众所周知,神经元活动是人脑中视觉系统的基本属性,与神经可塑性有关[14]。这种神经可塑性取决于根据先前的刺激来处理、维持和继承神经元的能力。与电信号不同,人类视觉系统中的光信号在这里有几个优点,包括带宽宽、功耗低和长距离传输[15]。sun等人将sno2纳米线与离子凝胶组合在一起,来制备在日盲范围工作的广电神经突触[16]。随后,将in-ga-zn-o材料与离子凝胶一起引入,制造出具有低回扫亚阈值摆幅(<60mv/10)的人工视觉系统[17]。除了引入电介质层外,使用异质结也是
技术实现思路
1、因此,本专利技术在一个方面提供了一种人工光突触装置,该人工光突触装置包括有机分子纳米线(organic molecule-nanowire)异质结。
2、在一些实施例中,人工光突触装置还包括通过将第一有机材料膜包裹在第一纳米线装置上形成的第一异质结,或通过将第二有机材料膜包裹在第二纳米线装置上形成的第二异质结。
3、在一些实施例中,第一纳米线装置和第二纳米线装置是印刷纳米线阵列。
4、在一些实施例中,第一纳米线装置和第二纳米线装置是iii-v族半导体纳米线阵列。
5、在一些实施例中,第一纳米线装置和第二纳米线装置是ingaas纳米线阵列。
6、在一些实施例中,第一有机材料膜与第二有机材料膜不同,从而使得人工光突触装置具有可调整的光电导性。
7、在一些实施例中,第一有机材料膜是c8-btbt,第二有机材料膜是pc61bm。
8、在一些实施例中,ingaas纳米线阵列是通过两步催化固体源化学气相沉积(cvd)合成的。
9、在一些实施例中,持续的负光电导性(npc)或正光电导性(ppc)在第一异质结和第二异质结中被实现。
10、在一些实施例中,iii-v族半导体纳米线阵列是p型、n型或双极的。
11、在一些实施例中,iii-v族半导体纳米线阵列是二元的、三元的或四元的。
12、在一些实施例中,iii-v族半导体纳米线阵列位于第一有机材料膜或第二有机材料膜的上方或下方。
13、在一些实施例中,人工光突触装置的电介质层是在硅片上热生长的二氧化硅层。
14、在本专利技术的另一个方面,提供了一种制造人工光突触装置的方法,包括紫外光刻、旋涂和电子束光刻的步骤。
15、本专利技术的实施例所提供的基于有机分子纳米线异质结的人工视觉系统,可以模仿人类的视觉功能,具有持续的负光电导性或正光电导性。不同波长(从日盲到可见光范围)和不同功率密度的辐照可以刺激这些器件,有效地实现两种不同光电导性的突触行为。与可以实现不同波长的正负光电导性的器件相比,避免了复杂的转移过程,提高了空气稳定性。此外,大面积的异质结阵列是通过溶液工艺实现的。在这方面,利用iii-v族纳米线阵列与有机半导体集成的异质结,以构建高性能的人工视觉系统是非常理想的。
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1.一种人工光突触装置,其特征在于,该人工光突触装置包括有机分子-纳米线异质结。
2.根据权利要求1所述的人工光突触装置,其中还包括通过将第一有机材料膜包裹在第一纳米线装置上形成的第一异质结,或通过将第二有机材料膜包裹在第二纳米线装置上形成的第二异质结。
3.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是印刷纳米线阵列。
4.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是III-V族半导体纳米线阵列。
5.根据权利要求4所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是InGaAs纳米线阵列。
6.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一有机材料膜与所述第二有机材料膜不同,从而使得所述人工光突触装置具有可调整的光电导性。
7.根据权利要求6所述的人工光突触装置,其中所述第一有机材料膜是C8-BTBT,所述第二有机材料膜是PC61BM。
8.根据权利要求5所述的人工光突触装置,其中所述InGaAs纳米线阵列是
9.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中持续的负光电导性或正光电导性在所述第一异质结和所述第二异质结中被实现。
10.根据权利要求4所述的人工光突触装置,其中所述III-V族半导体纳米线阵列是p型、n型或双极的。
11.根据权利要求4所述的人工光突触装置,其中所述III-V族半导体纳米线阵列是二元的、三元的或四元的。
12.根据权利要求4所述的人工光突触装置,其中所述III-V族半导体纳米线阵列位于所述第一有机材料膜或所述第二有机材料膜的上方或下方。
13.根据权利要求1所述的人工光突触装置,其中该人工光突触装置的电介质层是在硅片上热生长的二氧化硅层。
14.一种制造如权利要求1所述的人工光突触装置的方法,包括紫外光刻、旋涂和电子束光刻的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种人工光突触装置,其特征在于,该人工光突触装置包括有机分子-纳米线异质结。
2.根据权利要求1所述的人工光突触装置,其中还包括通过将第一有机材料膜包裹在第一纳米线装置上形成的第一异质结,或通过将第二有机材料膜包裹在第二纳米线装置上形成的第二异质结。
3.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是印刷纳米线阵列。
4.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是iii-v族半导体纳米线阵列。
5.根据权利要求4所述的人工光突触装置,其中所述第一纳米线装置和所述第二纳米线装置是ingaas纳米线阵列。
6.根据权利要求2所述的人工光突触装置,其中所述第一有机材料膜与所述第二有机材料膜不同,从而使得所述人工光突触装置具有可调整的光电导性。
7.根据权利要求6所述的人工光突触装置,其中所述第一有机材料膜是c8-btbt,所述第...
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