Dispositivo semicondutor de modo duplo permitindo detecção optoeletrônica e processamento neuromórfico com responsividade espectral estendida

Resumo Dispositivos semicondutores de alto desempenho capazes de múltiplas funções são fundamentais para enfrentar os desafios de miniaturização e integração em tecnologias avançadas. Apesar das dificuldades inerentes de incorporar dupla funcionalidade em um único dispositivo, é relatado um dispositivo de alto desempenho e modo duplo. Este dispositivo integra uma camada ultrafina de passivação de Al₂O₃ com uma heterojunção híbrida PbS/Si, que pode simultaneamente permitir detecção optoeletrônica e operação neuromórfica. No modo 1, o dispositivo separa eficientemente pares de elétron-buraco foto-gerados, exibindo uma resposta espectral ultra ampla desde o ultravioleta (265 nm) até comprimentos de onda do infravermelho próximo (1650 nm). Ele também reproduz imagens de alta qualidade de 256 × 256 pixels, alcançando um valor Q tão baixo quanto 0,00437 µW cm⁻² a uma intensidade luminosa de 8,58 µW cm⁻². Enquanto isso, no modo 2, o dispositivo montado com comportamento típico de fotocondutividade persistente (PPC) pode atuar como um dispositivo neuromórfico, alcançando 96,5% de precisão na classificação de dígitos padrão, ressaltando sua eficácia no processamento temporal de informações. Acredita-se que os dispositivos de dupla função atuais potencialmente avancem a multifuncionalidade e miniaturização de chips para aplicações inteligentes.