本發(fā)明的至少一種實施例涉及神經(jīng)形態(tài)計算領(lǐng)域，尤其涉及一種光電探測器、其調(diào)制方法及制造方法。

背景技術(shù)：

1、由于臭氧層的存在，太陽輻射中200～280nm的紫外線很難到達地球表面，因此該波段的紫外線被稱為日盲紫外區(qū)，日盲紫外區(qū)的紫外輻射的背景噪聲十分微弱，輻射源的信號可以被精準探測到，因而日盲紫外探測在紫外通信、火焰?zhèn)鞲小⑸锘瘜W分析等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。超寬禁帶半導體材料氧化鎵由于具有高禁帶寬度、高擊穿場強、高吸收系數(shù)、抗輻照、化學性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)異的材料特性，被認為是一種很有前景的日盲探測材料。

2、傳統(tǒng)日盲光電探測系統(tǒng)，通常采用馮·諾伊曼架構(gòu)，即傳感、存儲和計算分離，在計算單元與存儲單元之間傳輸數(shù)據(jù)過程中產(chǎn)生了大量的冗余信息，既增加功耗，又限制了探測系統(tǒng)的效率。

3、神經(jīng)形態(tài)計算具有與基于馮·諾伊曼架構(gòu)的計算不同的信息處理方式，擁有感存算一體化的優(yōu)點，有望提高信息傳輸和計算效率，滿足復雜場景的實時探測和高效識別分析。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了解決上述光電探測器存在的效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種光電探測器、其調(diào)制方法及制造方法。器件表現(xiàn)出類突觸特性，以實現(xiàn)感存算一體化的技術(shù)效果。

2、根據(jù)本發(fā)明一個方面的實施例，提供了一種光電探測器，包括：半導體襯底；界面層，位于半導體襯底的一表面上；以及感光層，采用氧化鎵薄膜制成，感光層位于界面層的背離半導體襯底的表面上；界面層適用于調(diào)控半導體襯底與感光層之間的能帶結(jié)構(gòu)，使得無光照情況下，器件表現(xiàn)正向偏壓關(guān)閉、反向偏壓開啟的整流特性；響應(yīng)于日盲紫外光脈沖的刺激，在正向偏壓下，光電探測器輸出模擬生物突觸功能的光響應(yīng)電流；在撤去日盲紫外光脈沖的刺激并且在反向偏壓下，光電探測器擦除光響應(yīng)電流，從而實現(xiàn)了器件的可重復操作特性。

3、根據(jù)本發(fā)明另一個方面的實施例，提供了一種光電探測器的調(diào)制方法，包括：向光電探測器施加正向偏壓，對光電探測器施加日盲紫外光脈沖刺激，光電探測器輸出模擬生物突觸功能的光響應(yīng)電流；以及向光電探測器施加反向偏壓，光電探測器擦除光響應(yīng)電流。

4、根據(jù)本發(fā)明另一個方面的實施例，提供了一種光電探測器的制造方法，包括：在襯底上形成界面層；在界面層上沉積感光層；以及在感光層上沉積頂電極，在襯底的背離界面層的一側(cè)沉積背電極。

5、根據(jù)本發(fā)明上述實施例提供的光電探測器，通過在襯底與感光層之間形成界面層，使得在暗態(tài)條件下，器件在正向偏壓下光響應(yīng)電流被抑制，器件在負向偏壓下導通?？梢酝ㄟ^向在正向偏壓下響應(yīng)日盲紫外光脈沖后的器件施加反向偏壓，以有效抑制可持續(xù)光電導效應(yīng)（ppc效應(yīng)），器件電流回到初始狀態(tài)，實現(xiàn)光電探測器的復位操作，即實現(xiàn)對響應(yīng)光電流實現(xiàn)類似擦除的效果，進而可實現(xiàn)光電探測器的連續(xù)重復操作。

技術(shù)特征：

1.一種光電探測器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述界面層（2）采用高勢壘氧化物制成；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述界面層（2）的厚度為1~10nm，氧化鎵薄膜厚度為100~1000nm；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測器，其特征在于，所述生物突觸功能包括雙脈沖易化、長程可塑性、短程可塑性。

6.一種如權(quán)利要求1~5中任一項所述的光電探測器的調(diào)制方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)制方法，其特征在于，所述日盲紫外光脈沖的波長小于280nm。

8.一種如權(quán)利要求1~5中任一項所述的光電探測器作為具有模擬生物突觸行為功能的器件在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件中的應(yīng)用。

9.一種如權(quán)利要求1~5中任一項所述的光電探測器用作圖像處理的器件在圖像傳感器設(shè)備中的應(yīng)用。

10.一種如權(quán)利要求1~5中任一項所述的光電探測器的制造方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種光電探測器、其調(diào)制方法及制造方法，器件表現(xiàn)出類突觸特性，該光電探測器結(jié)構(gòu)包括：半導體襯底；界面層，位于半導體襯底的一表面上；以及感光層，采用氧化鎵薄膜制成，感光層位于界面層的背離半導體襯底的表面上；其中，界面層適用于調(diào)控半導體襯底與感光層之間的能帶結(jié)構(gòu)，使得無光照情況下，器件表現(xiàn)正向偏壓關(guān)閉、反向偏壓開啟的整流特性；響應(yīng)于日盲紫外光脈沖的刺激，在正向偏壓下，光電探測器輸出模擬生物突觸功能的光響應(yīng)電流；在撤去日盲紫外光脈沖的刺激并且在反向偏壓下，光電探測器擦除光響應(yīng)電流，從而實現(xiàn)了器件的可重復操作特性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉龍,汪智偉,詹昊延,周選擇,徐光偉,侯小虎,龍世兵
受保護的技術(shù)使用者：中國科學技術(shù)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19