Искусственные оптоэлектронные синапсы на основе мемристивных транзисторов с двумерными дихалькогенидами переходных металлов, управляемых сегнетоэлектрическим полевым эффектом

Нейроморфные зрительные сенсорные системы и системы памяти, способные воспринимать, обрабатывать и запоминать оптическую информацию, представляют собой ключевую технологию для искусственного интеллекта и робототехники с автономной навигацией. Оптоэлектронный синапс, объединяющий биомиметическое оптическое восприятие и функции синаптического обучения, может служить фундаментальным элементом аппаратной реализации таких систем. В настоящей работе сообщается о классе мемристивных транзисторов с сегнетоэлектрическим полевым эффектом, изготовленных на основе двумерного полупроводника WS₂, расположенного на тонкой пленке сегнетоэлектрика PbZr₀.₂Ti₀.₈O₃ (PZT), для применения в оптоэлектронных синаптических устройствах. Канал WS₂ демонстрирует управляемое напряжением и светом мемристивное переключение, зависящее от оптически и электрически перестраиваемых конфигураций сегнетоэлектрических доменов в расположенном ниже слое PZT. Эти устройства, соответственно, воспроизводят оптически управляемые синаптические функции, включая кратковременную и долговременную пластичность, а также реализуют правила обучения, подобные правилам обучения мозга. Интеграция этих многообразных синаптических функций в одном искусственном оптоэлектронном устройстве может способствовать разработке будущей нейроморфной электроники, способной воспринимать оптическую информацию и обучаться.