隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感器數(shù)據(jù)量的激增對數(shù)據(jù)處理速度和能效提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的傳感器架構(gòu)（如馮·諾依曼架構(gòu)）將傳感、計算和存儲單元物理分離，其大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸進一步增加了能耗和時間延遲。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，科研人員提出了一種先進的傳感器架構(gòu)——感內(nèi)計算技術(shù)，能夠在傳感器層面同時進行圖像的感知和處理。有機半導(dǎo)體因其本征柔韌性和可調(diào)帶隙而備受關(guān)注，尤其在近紅外（NIR）光電應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大潛在應(yīng)用，如熒光成像、醫(yī)療監(jiān)測、遙感和光通信等。但有機光電器件在實現(xiàn)智能傳感，尤其是感內(nèi)計算方面，仍然存在巨大挑戰(zhàn)。

近日，微電子研究所劉明院士/李蒙蒙研究員團隊開發(fā)了一種由部分重疊的p型和n型有機半導(dǎo)體材料組成的新型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以利用常規(guī)光刻技術(shù)進行加工，能實現(xiàn)高達520個器件每平方厘米的集成密度和5微米的溝道長度。該異質(zhì)結(jié)利用光門控效應(yīng)實現(xiàn)了對近紅外光（>1000 nm）的正響應(yīng)和負響應(yīng)。更重要的是，該異質(zhì)結(jié)的光響應(yīng)度與柵極電壓呈線性關(guān)系，可在傳感器內(nèi)進行實時的矩陣乘法運算，實現(xiàn)了包括圖像處理和非破壞性讀取與分類在內(nèi)的高效、精確的近紅外傳感器內(nèi)計算功能，為有機電子學(xué)在下一代智能感官系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用提供了新路線和新思路。

該工作得到了國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的支持。研究結(jié)果以“Gate-Tunable Positive and Negative Photoconductance in Near-Infrared Organic Heterostructures for in-Sensor Computing”為題發(fā)表在近期的《Advanced Materials》上，入選Editors' Choice亮點文章，并被期刊選為內(nèi)封面（Inside Back Cover）。微電子所研究生許韞琪為論文第一作者，微電子所李蒙蒙研究員為通訊作者。

????論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202402903

基于有機異質(zhì)結(jié)的近紅外感內(nèi)計算技術(shù)

入選雜志內(nèi)封面