L'ingénieur

La reconnaissance de scène est l'une des capacités de perception visuelle des capteurs d'images numériques développés à l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST).

En exploitant les capteurs d'image des dispositifs à couplage de charge (CCD) trouvés dans les premiers appareils photo numériques, Dayanand Kumar, Nazek El-Atab et leurs collègues ont adapté et amélioré la structure centrale du CCD pour créer des dispositifs de mémoire qui peuvent être programmés par la lumière. En particulier, l'équipe de recherche a intégré le matériau bidimensionnel MoS2 (disulfure de molybdène) dans une structure de condensateur semi-conducteur (MOSCAP) qui sous-tend les pixels de stockage de charge d'un capteur CCD.

Les structures MOSCAP Al/Al2O3/MoS2/Al2O3/Si résultantes sont censées fonctionner comme un capteur "en mémoire" à piégeage de charge qui est sensible à la lumière visible et peut être programmé optiquement et effacé électriquement.

"Les capteurs de lumière en mémoire sont des dispositifs de mémoire multifonctionnels intelligents qui peuvent remplir les rôles de plusieurs dispositifs - traditionnellement discrets - à la fois, y compris la détection optique, le stockage et le calcul", a déclaré El-Atab dans un communiqué. "Notre objectif à long terme est de pouvoir démontrer des capteurs en mémoire capables de détecter différents stimuli et de calculer."

El-Atab a poursuivi : "Cela surmonte le mur de la mémoire et permet une analyse des données plus rapide et plus en temps réel en utilisant une consommation d'énergie réduite, ce qui est une exigence dans de nombreuses applications futuristes et… telles que l'Internet des objets, les voitures autonomes et l'intelligence artificielle, entre autres. autres."

PLUS DE L'ÉLECTRONIQUE

Selon KAUST, des expériences avec de la lumière avec une longueur d'onde n'importe où dans la région spectrale du bleu au rouge indiquent qu'une charge photo-générée peut être piégée ou stockée avec un temps de rétention extrêmement long. La tension résultante de la « fenêtre de mémoire » de > 2 V peut être stockée jusqu'à 10 ans avant d'être effacée électriquement en appliquant un signal de +/- 6 V. De plus, il peut fonctionner pendant plusieurs millions de cycles.

L'objectif ultime de l'équipe est de créer un dispositif optoélectronique unique capable d'effectuer une détection et un stockage optiques avec des capacités de calcul.

En combinant leur structure MoS2 MOSCAP avec un réseau de neurones, l'équipe a montré qu'il était possible d'effectuer une reconnaissance d'image binaire simple, en distinguant les images d'un chien ou d'une voiture, avec une précision de 91 %. Chaque image avait une taille de 32 × 32 pixels, et seules les informations bleues des images ont été extraites car cela correspond à la sensibilité maximale de l'appareil.

"Les dispositifs de mémoire actuels peuvent être programmés optiquement mais nécessitent un effacement électrique", a déclaré Kumar. "À l'avenir, nous aimerions explorer des capteurs optiques en mémoire qui peuvent être entièrement exploités optiquement."

Les découvertes de l'équipe ont été détaillées dans Light: Science & Applications.