Breitband-All-Optical Memtransistor auf Basis organischer Kotranskripte für rauschrobuste Bewegungserkennnung

Zusammenfassung: All-optische künstliche synaptische Geräte bieten vielversprechendes Potenzial für neuromorphe Rechnungen, doch ihre Entwicklung wird durch begrenzte spektrale Abstimmfähigkeit und schlechte Plastizitätslinearität behindert. Hier wird ein Breitband-All-Optical synaptischer Memtransistor auf Basis organischer Ladungstransfer-Kotranskripte (DTT-TCNQ) berichtet, der eine vollständig lichtgetriebene und reversible Modulation der synaptischen Gewichte über einen breiten Wellenlängenbereich (395–808 nm) ermöglicht. Das Gerät zeigt bidirektionale exzitatorische und inhibitorische Fotoantworten und erreicht hochgradig lineare Langzeitpotenzierung und -depression (LTP/LTD) Eigenschaften mit ultra-niedriger Nichtlinearität (α p = 0.00191, α d = 0.00305) und Asymmetrieverhältnis (AR = 0.00114), was auf eine synergistische Strategie zurückzuführen ist, die Frequenzmodulation und photoelektrische Kopplung kombiniert. Wenn es in ein hybrides Netzwerk aus konvolutionalen neuronalen Langzeit-Kurzzeitgedächtnis-Netzen (CNN-LSTM) integriert wird, ermöglicht das Gerät eine schnelle Konvergenz (98.77% Genauigkeit in 6 Trainingsdurchläufen) und eine robuste Erkennungsleistung unter raum-zeitlichem Rauschen, wodurch es traditionelle Lichtbeschreibungs-/Elektroniklöschen-Schemata übertrifft. Diese Arbeit überbrückt Innovation auf Materialebene und Funktionalität auf Systemebene und bietet einen skalierbaren Ansatz für energieeffiziente, rauschresistente neuromorphe Vision Systeme.