Исследователи International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) разработали нейроморфный фотонный нейрон, который обрабатывает оптическую информацию с помощью самоподдерживающихся колебаний. В основе технологии лежит управление отрицательным дифференциальным сопротивлением (NDR) в микростолбчатом квантовом резонансном туннельном диоде (RTD) с использованием света. Это открытие может привести к созданию более эффективных и компактных нейроморфных вычислительных систем, работающих на основе фотонных сигналов.
Биологические нейроны используют ритмическую активность для обработки информации, и традиционные нейроморфные системы имитируют эти процессы с помощью электрических, механических или тепловых сигналов. Однако фотонные технологии обеспечивают более высокую скорость, энергоэффективность и компактность. В отличие от предыдущих разработок, которые требовали дополнительных схем и увеличенного энергопотребления, новое устройство объединяет сенсорное восприятие и колебательное поведение в одном полупроводниковом компоненте на основе материалов III-V.
Разработанные RTD-фотодетекторы, опубликованные в Scientific Reports, функционируют как искусственные колебательные нейроны, активируемые ближним инфракрасным светом. Эти устройства, изготовленные из арсенида галлия n-типа, имеют диаметр 6–10 микрометров и содержат двухбарьерные квантовые ямы, обеспечивающие резонансное туннелирование.
Эксперименты показали, что такие устройства демонстрируют характерные вольт-амперные характеристики с областью NDR при освещении, а также способны реагировать на импульсно-модулированный свет. Это открывает перспективы для создания более мощных и энергоэффективных нейроморфных вычислительных систем на основе фотонных технологий.
#космос #наука #познавательное #технологии
