[实用新型]一种极化场调控的正负光响应探测器

说明书

本实用新型涉及一种光响应探测器，具体涉及一种极化场调控的正负光响应探测器，由衬底、栅电极、铁电层、低维半导体和源漏电极；栅电极设有一对，间隔固定设置于衬底上；铁电层固定设置于衬底上并完全包覆栅电极；低维半导体固定设置于铁电层上；源漏电极包括一源电极和一漏电极，分离设置于低维半导体两侧并固定设置于铁电层上。与现有技术相比，本实用新型基于PN内建电场工作的光电探测器具有高速高灵敏的特性；在脉冲电压调制下响应率由正到负连续线性可调。

技术领域

本实用新型涉及一种光响应探测器，具体涉及一种极化场调控的正负光响应探测器。

背景技术

人类可以凭借强大的智能视觉系统，在低能耗的条件下清晰有效地同步探测和处理周围环境信息。因此，基于新器件来构建一种高效的智能视觉系统是人类梦寐以求的目标。尽管人们在模拟人脑的视觉皮层以实现“看”的功能方面付出了巨大的努力，传统视觉处理系统中物理上分离的传感、内存和处理单元导致了大量的能量耗费、时间延迟和额外的硬件成本。特别是随着物联网的高速发展和日益增加的图像分辨率需求带来视觉信息的爆炸式增长，带宽限制将进一步限制信息内容在传感与计算核之间的传送效率，这是智能工业、自动驾驶和智能安防等需要进行实时处理和决策制定的应用领域中亟待解决的挑战。

为了模拟大脑对信息的高效处理，当前的人工视觉传感装置仍然还需要进一步整合智能感知能力，以实现融合感存算的类脑智能视觉。这就要求终端传感器件要同时具备人眼视网膜的诸多仿生功能。人眼视网膜中的细胞主要是感光细胞和双极细胞。感光细胞将入射光转换为电学信号，流经双极细胞，通过双极细胞的生物特性对电学信息进行预处理后，图像信息仅保留其主要特征，再传输至大脑皮层进行进一步的图像处理和理解。得益于先进加工技术和能带结构的多场调控效应，诸多的光电器件被报道可以同时模拟感光细胞的光电转换和后续突触权重调节的仿生功能，并实现感存算一体的图像处理。然而，尽管在提升效率和处理动态相关任务中发挥极其重要的作用，视网膜中双极细胞功能很少在仿生器件中实现。这是因为双极细胞通过其树突上的不同谷氨酸受体把感光细胞传递过来的电学信号分流为开和关信号。这个开和关信号对应于仿生视觉器件中正光电响应和负光电响应，而在同一个光电器件中同时实现可编程的正光电信号和负光电信号是有挑战的。

专利CN112542515A公开了一种光电调控神经突触晶体管，所述晶体管由下至上依次包括衬底、背栅电极、铁电薄膜、沟道层和光增透层，所述光增透层两端分别设置有源电极和漏电极，其中，所述沟道层的材料包括一层或多层低维材料，并且至少有一层低维材料与所述源漏电极接触，其中，所述低维材料为二维材料或一维材料；所述铁电薄膜具有铁电极化效应，且极化翻转特性受所述背栅电极调控。从功能上而言，该专利仅公开了一种神经突触器件，负责改变前后神经元的连接强度；从器件性能上来看，该专利所展示的器件只有正的器件响应，综上，该专利所提出的器件无法满足双极细胞的模拟。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种极化场调控的正负光响应探测器，实现了在同一个光电器件中同时实现可编程的正光电信号和负光电信号。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种极化场调控的正负光响应探测器，由衬底、栅电极、铁电层、低维半导体和源漏电极；

所述的栅电极设有一对，间隔固定设置于衬底上；

所述的铁电层固定设置于衬底上并完全包覆栅电极；

所述的低维半导体固定设置于铁电层上；

所述的源漏电极包括一源电极和一漏电极，分离设置于低维半导体两侧并固定设置于铁电层上。

优选地，所述的衬底为绝缘衬底。

优选地，所述的衬底为Si/SiO₂或蓝宝石衬底。