L'ingegnere

Il riconoscimento della scena è una delle capacità di percezione visiva dei sensori di immagini digitali sviluppati presso la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST).

Sfruttando i sensori di immagine del dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD) presenti nelle prime fotocamere digitali, Dayanand Kumar, Nazek El-Atab e colleghi hanno adattato e migliorato la struttura centrale del CCD per creare dispositivi di memoria che possono essere programmati dalla luce. In particolare, il gruppo di ricerca ha incorporato il materiale bidimensionale MoS2 (disolfuro di molibdeno) in una struttura di condensatore a semiconduttore (MOSCAP) che è alla base dei pixel di accumulo di carica di un sensore CCD.

Si afferma che le strutture MOSCAP Al/Al2O3/MoS2/Al2O3/Si risultanti funzionino come un sensore "in memoria" con intrappolamento di carica, sensibile alla luce visibile e che può essere programmato otticamente e cancellato elettricamente.

"I sensori di luce in memoria sono dispositivi di memoria multifunzionali intelligenti che possono svolgere i ruoli di più dispositivi - tradizionalmente discreti - contemporaneamente, incluso il rilevamento ottico, l'archiviazione e il calcolo", ha affermato El-Atab in una nota. "Il nostro obiettivo a lungo termine è quello di essere in grado di dimostrare sensori in memoria in grado di rilevare stimoli ed eseguire calcoli diversi."

El-Atab ha continuato: "Ciò supera il muro della memoria e consente un'analisi dei dati più rapida e in tempo reale utilizzando un consumo energetico ridotto, che è un requisito in molte applicazioni futuristiche e... come l'Internet delle cose, le automobili autonome e l'intelligenza artificiale, tra le altre." altri."

ALTRO DALL'ELETTRONICA

Secondo KAUST, esperimenti con luce con una lunghezza d'onda ovunque nella regione spettrale dal blu al rosso indicano che una carica fotogenerata può essere intrappolata o immagazzinata con un tempo di ritenzione estremamente lungo. La tensione risultante della "finestra di memoria" di >2 V può essere conservata fino a 10 anni prima di essere cancellata elettricamente applicando un segnale di +/- 6 V. Inoltre, può essere utilizzato per molti milioni di cicli.

L'obiettivo finale del team è creare un unico dispositivo optoelettronico in grado di eseguire il rilevamento e l'archiviazione ottica con capacità di calcolo.

Combinando la struttura MoS2 MOSCAP con una rete neurale, il team ha dimostrato che era possibile eseguire un semplice riconoscimento binario di immagini, distinguendo tra immagini di un cane o di un'auto, con una precisione del 91%. Ogni immagine aveva una dimensione di 32×32 pixel e dalle immagini sono state estratte solo le informazioni blu poiché corrispondono alla sensibilità di picco del dispositivo.

"Gli attuali dispositivi di memoria possono essere programmati otticamente ma richiedono la cancellazione elettricamente", ha affermato Kumar. "In futuro, vorremmo esplorare sensori ottici in-memory che possano essere gestiti completamente otticamente."

I risultati del team sono stati dettagliati in Luce: scienza e applicazioni.