【器件论文】基于丝状栅控 Ga₂O₃ 的突触器件用于光电存储器的在感测应用

        由韩国产业技术大学的研究团队在学术期刊 Journal of Alloys and Compounds 发布了一篇名为 Filamentary gate-controlled Ga₂O₃ synaptic device for in-sensing optoelectronic memory（基于丝状栅控 Ga₂O₃ 的突触器件用于光电存储器的在感测应用）的文章。

摘要

        本研究提出了一种三端 Pt/Ga₂O₃/Pt 光电子突触器件，该器件采用导电丝通道（CFC）进行栅极控制，与传统的场效应晶体管（FET）基器件有所不同。非晶态 Ga₂O₃ 薄膜促进了基于氧空位结构的 CFC 形成，可动态调节兴奋性突触后电流。与 FET 不同，该器件通过调节 CFC 而非静电栅极实现对突触行为的直接控制，从而实现对记忆保持与衰减的精确调谐。实验结果表明，负栅极电压通过促进 CFC 中的载流子积累增强长期记忆（LTM）稳定性，而正栅极电压则通过耗尽载流子加速遗忘。通过光刺激成功实现多级突触行为，支持传感器内计算和类脑应用。学习经验模拟显示，重复训练可减少记忆形成所需的脉冲数量，有效模拟生物突触。此外，成对脉冲促进测量和 3×3 像素阵列模拟验证了该设备的光学信息处理能力。通过利用基于 CFC 的机制，这种 Ga₂O₃ 光电子突触设备提供了低功耗操作和可扩展方法，适用于下一代生物启发式存储和人工智能硬件，实现高效的神经形态计算。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.182220