【器件论文】基于 β-Ga₂O₃ 人工光电突触实现的电压控制可重构布尔逻辑

        由上海科技大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为Voltage-Controlled Reconfigurable Boolean Logic Enabled by a β-Ga₂O₃ Artificial Optoelectronic Synapse（基于 β-Ga₂O₃ 人工光电突触实现的电压控制可重构布尔逻辑）的文章。

摘要

        可重构布尔逻辑门因其在低能耗、短时延和高集成电路密度等方面的潜在优势，近年来受到广泛关注。突触型器件作为可通过端电压调节实现逻辑门重构的候选器件，尤其在结合光刺激信号时，展现出独特的应用潜力。本研究提出了一种基于 β-Ga₂O₃ 金属–氧化物–半导体场效应晶体管（MOSFET）的光电突触器件，并利用俘获载流子调控机制实现了可重构布尔逻辑功能。研究系统探讨了器件的突触特性，包括兴奋性突触后电流（EPSC）、双脉冲促进效应（PPF）以及短期记忆（STM）到长期记忆（LTM）的转变过程。实验结果表明，该 β-Ga₂O₃ 光电突触器件在单次 EPSC 响应中表现出极低能耗（E_con）和优异的抗噪声性能。此外，通过调节端电压，可成功实现AND、OR 及 NOT 逻辑门操作。结合其可重构逻辑功能与突触行为，本文进一步展示了该器件在手写数字识别与图像加密两类典型应用中的可行性。基于俘获态调控机制的 β-Ga₂O₃ 光电突触器件的成功验证，为高性能数字系统中的可重构布尔逻辑门提供了坚实的技术路径。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c01613