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High-Contrast Bidirectional Optoelectronic Synapses based on 2D Molecular Crystal Heterojunctions for Motion Detection
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2023-04-04 , DOI: 10.1002/adma.202301468 Xiaoting Zhu 1, 2 , Changsong Gao 3 , Yiwen Ren 4 , Xianghong Zhang 3 , Enlong Li 3 , Congyong Wang 1 , Fangxu Yang 4 , Jishan Wu 1, 2 , Wenping Hu 1, 4 , Huipeng Chen 3
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2023-04-04 , DOI: 10.1002/adma.202301468 Xiaoting Zhu 1, 2 , Changsong Gao 3 , Yiwen Ren 4 , Xianghong Zhang 3 , Enlong Li 3 , Congyong Wang 1 , Fangxu Yang 4 , Jishan Wu 1, 2 , Wenping Hu 1, 4 , Huipeng Chen 3
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Light-stimulated optoelectronic synaptic devices are fundamental compositions of the neuromorphic vision system. However, there are still huge challenges to achieving both bidirectional synaptic behaviors under light stimuli and high performance. Herein, a bilayer 2D molecular crystal (2DMC) p-n heterojunction is developed to achieve high-performance bidirectional synaptic behaviors. The 2DMC heterojunction-based field effect transistor (FET) devices exhibit typical ambipolar properties and remarkable responsivity (R) of 3.58×104 A W−1 under weak light as low as 0.008 mW cm−2. Excitatory and inhibitory synaptic behaviors are successfully realized by the same light stimuli under different gate voltages. Moreover, a superior contrast ratio (CR) of 1.53×103 is demonstrated by the ultrathin and high-quality 2DMC heterojunction, which transcends previous optoelectronic synapses and enables application for the motion detection of the pendulum. Furthermore, a motion detection network based on the device is developed to detect and recognize classic motion vehicles in road traffic with an accuracy exceeding 90%. This work provides an effective strategy for developing high-contrast bidirectional optoelectronic synapses and shows great potential in the intelligent bionic device and future artificial vision.
中文翻译：
基于二维分子晶体异质结的高对比度双向光电突触用于运动检测
光刺激光电突触设备是神经形态视觉系统的基本组成部分。然而，要同时实现光刺激下的双向突触行为和高性能仍然存在巨大挑战。在此，开发了双层二维分子晶体 (2DMC) pn 异质结以实现高性能双向突触行为。基于 2DMC 异质结的场效应晶体管 (FET) 器件在低至 0.008 mW cm -2的弱光下表现出典型的双极特性和3.58×10 4 AW -1的显着响应率 ( R ). 兴奋性和抑制性突触行为通过不同栅极电压下的相同光刺激成功实现。此外，超薄和高质量的2DMC异质结展示了1.53×10 3的卓越对比度（CR） ，它超越了以前的光电突触，可以应用于钟摆的运动检测。此外，还开发了基于该设备的运动检测网络，对道路交通中的经典运动车辆进行检测和识别，准确率超过90%。该工作为开发高对比度双向光电突触提供了有效的策略，在智能仿生设备和未来人工视觉方面显示出巨大潜力。
更新日期：2023-04-04
中文翻译：
基于二维分子晶体异质结的高对比度双向光电突触用于运动检测
光刺激光电突触设备是神经形态视觉系统的基本组成部分。然而，要同时实现光刺激下的双向突触行为和高性能仍然存在巨大挑战。在此，开发了双层二维分子晶体 (2DMC) pn 异质结以实现高性能双向突触行为。基于 2DMC 异质结的场效应晶体管 (FET) 器件在低至 0.008 mW cm -2的弱光下表现出典型的双极特性和3.58×10 4 AW -1的显着响应率 ( R ). 兴奋性和抑制性突触行为通过不同栅极电压下的相同光刺激成功实现。此外，超薄和高质量的2DMC异质结展示了1.53×10 3的卓越对比度（CR） ，它超越了以前的光电突触，可以应用于钟摆的运动检测。此外，还开发了基于该设备的运动检测网络，对道路交通中的经典运动车辆进行检测和识别，准确率超过90%。该工作为开发高对比度双向光电突触提供了有效的策略，在智能仿生设备和未来人工视觉方面显示出巨大潜力。
京公网安备 11010802027423号