量子点在交变电场下的荧光调制行为及其在逻辑计算和神经形态计算中的应用

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Fluorescence Modulation Behavior of Quantum Dots under Alternating Electric Fields and Applications in Logic and Neuromorphic Computing

　　本研究开发了一种新型荧光三极管，采用夹层电极/绝缘体/量子点/电极结构，通过AC电压调控实现更精确的荧光强度调节，并展现出传统场效应晶体管的输出特性。单个荧光三极管即可构建AND、OR、NOT、XOR逻辑门，且其载流子动力学响应神经形态计算功能，如突触强度可塑性、脉冲数依赖性塑性等，为光集成电路和计算提供了新方案。

　　

三极管是一种能够实现信号放大或切换的电子设备，对信号放大、先进电子技术研究、实际问题解决以及整个科学技术的进步做出了重要贡献。本研究开发了一种新型三极管——荧光三极管，其具有“电极/绝缘体/量子点/电极”三明治结构。实验表明，与传统的基于直流电压的荧光调制方法相比，使用具有可控幅度和频率的交流电压可以更精确、更高效地调节荧光输出强度。这种三极管的输出特性和传输特性与传统场效应晶体管相似。有趣的是，仅通过一个荧光三极管就可以实现与（AND）、或（OR）、非（NOT）和异或（XOR）逻辑门的功能。此外，光电效应下的载流子动态表明，荧光三极管具备神经形态学功能，包括兴奋性突触后强度、脉冲数量/强度依赖性可塑性、成对脉冲促进以及短期可塑性。这项研究扩展了三极管的器件结构和功能，为其在光集成电路和光计算领域的应用提供了巨大潜力。