纳米结构共振隧穿二极管-光电探测器中的光触发确定性尖峰发放机制
光学
2023-11-20 v1 神经与进化计算
摘要
本工作报道了一种纳米结构共振隧穿二极管-光电探测器（RTD-PD）器件，并展示其作为可控、光触发的可激发尖峰发生器的运作。该器件顶接触层设计为直径 500 nm 的纳米柱结构以限制注入电流，从而实现更低的尖峰产生能耗。我们在实验上证明了纳米结构 RTD-PD 中可控且可重复的神经元样尖峰图案的确定性光触发。此外，我们展示了该器件在偏置于负微分电导（NDC）区邻近的两个区域（即电流–电压（-）特性中所谓的“峰值”与“谷值”点）时均能给出尖峰响应。本工作还在实验上展示了纳米结构 RTD-PD 的关键神经元样动力学特征，如用于尖峰发放的明确阈值（输入光强方面），以及尖峰发放不应期的存在。所提系统的光电与芯片级特性，连同光诱发尖峰响应的确定性、可重复性与良好可控性，使该纳米结构 RTD-PD 元件成为用于新型光赋能神经形态计算硬件的高速、高能效光电人工尖峰神经元极具前景的解决方案。
引用
@article{arxiv.2304.11713,
title = {Optically-triggered deterministic spiking regimes in nanostructure resonant tunnelling diode-photodetectors},
author = {Qusay Raghib Ali Al-Taai and Matěj Hejda and Weikang Zhang and Bruno Romeira and José M. L. Figueiredo and Edward Wasige and Antonio Hurtado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11713},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 6 figures