Фотомемристорные сенсоры для автономных систем зрения на основе низкоразмерных материалов (2024)
Рассмотрены фотомемристоры на основе двумерных материалов, таких как графен, оксид графена, дисульфиды переходных металлов, и квантовых точек. Показано, что низкоразмерные материалы в фотомемристорных сенсорах позволяют детектировать свет в широком УФ-ИК диапазоне и обрабатывать оптические сигналы в самом сенсоре. Интеллектуальные фотосенсоры со встроенными нейронными сетями, подобные сетчатке глаза, могут быть изготовлены из гибких биосовместимых материалов, и использоваться в автономных сенсорных системах распознавания объектов в реальном времени.
Photomemristors based on 2D materials such as graphene, graphene oxide, transition metal disulfides, and quantum dots are considered. It is shown that low-dimensional materials in photomemristor sensors allow detecting light in a wide UV-IR range and processing optical signals in the sensor itself. Intelligent photosensors with embedded neural networks, similar to the retina, can be made of flexible biocompatible materials and used in autonomous sensor systems for real-time object recognition.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Электроника
Фотомемристорные сенсоры на основе низкоразмерных кристаллов семейства графена представляют собой новый класс оптоэлектронных устройств, совместимых с технологией КМОП. Фотомемристивные состояния в структурах на основе двумерных материалов и квантовых точек могут контролироваться электрически и оптически в широком УФ-ИК диапазоне. Фотомемристорное устройство со встроенной нейронной сетью позволяет детектировать, запоминать и автономно распознавать визуальную информацию подобно биологическому зрению.
Список литературы
- Chua L. / IEEE Transactions on circuit theory 1971. Vol. 18. № 5. P. 507. doi: 10.1109/TCT.1971.1083337
- Panin G. N. et al. / AIP Conf. Proc. 2007. Vol. 893. P. 743.
- Strukov D., Snider G., Stewart D. et al. / Nature 2008. Vol. 453. Р. 80–83. https:// doi.org/10.1038/nature06932
- Chua L. O. / Nat Electron 2018. Vol. 1. P. 322. doi: 10.1038/s41928-018-0074-4
- Wang W., Panin G., Fu X. et al. / Sci Rep 2016. Vol. 6. P. 31224. https://doi.org/10.1038/srep31224
- Fu X., Zhang L., Cho H. D., Kang T. W., Fu D., Lee D., Lee S. W., Li L., Qi T., Chan A. S., Yunusov Z. A., Panin G. N. / Small. 2019. Vol. 15. № 45. P. 1903809. doi: 10.1002/smll.201903809
- Panin G. N. / Chaos, Solitons and Fractals 2021. Vol. 142. P. 110523. doi: 10.1016/j.chaos.2020.110523
- Fu X., Li T., Cai B., Miao J., Panin G. N., Ma X., Wang J., Jiang X., Li Q., Dong Y., Hao C., Sun J., Xu H., Zhao Q., Xia M., Song B., Chen F., Chen X., Lu W., Hu W. / Light Sci. Appl. 2023. Vol. 12. P. 39. doi: 10.1038/s41377-023-01079-5
- Panin G. N. / Electronics. 2022. Vol. 11. P. 619. doi: 10.3390/electronics11040619
- Panin G. N., Kapitanova O. O. Memristive Systems Based on Two-Dimensional Materials. Advances in Memristor Neural Networks – Modeling and Applications. InTech, 2018. http://dx. doi.org/10.5772/intechopen.78973
- He C. L., Zhuge F., Zhou X. F., Li M., Zhou G. C., Liu Y. W., Wang J. Z., Chen B., Su W. J., Liu Z. P., Wu Y. H., Cui P., Li R.-W. / Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. P. 232101.
- Panin G. N. et al. / Jap. J. App. Phys. 2011. Vol. 50. P. 070110. doi: 10.3938/jkps.64.1399
- Jeong H. Y., Kim J. Y., Kim J. W., Hwang J. O., Kim J.-E., Lee J. Y., Yoon T. H., Cho B. J., Kim S. O., Ruoff R. S., Choi S.-Y. / Nano Lett. 2010. Vol. 10. P. 4381.
- Kapitanova O. O., Emelin E. V., Dorofeev S. G., Evdokimov P. V., Panin G. N., Lee Y., Lee S. / J. Mat. Sci. Tech. 2020. Vol. 38. P. 237. doi: 10.1016/j.jmst.2019.07.042
- Панин Г. Н., Капитанова О. О. / Российские Нанотехнологии. 2021. № 16 (6). C. 734–750.
- Xia F., Wang H., Xiao D. et al. / Nature Photon. 2014. Vol. 8. P. 899–907. https:// doi.org/10.1038/nphoton.2014.271
- Ubrig N., Ponomarev E., Zultak J. et al. / Nat. Mater. 2020. Vol. 19. P. 299–304. https:// doi.org/10.1038/s41563-019-0601-3
- Goossens S., Navickaite G., Monasterio C. et al. / Nature Photon. 2017. Vol. 11. P. 366–37. https:// doi.org/10.1038/nphoton.2017.75
- Wang W., Kapitanova O. O. et al. / RSC Adv. 2018. Vol. 8. P. 2410.
- Kovaleva N. N. et al. / 2D Materials. 2019. Vol. 6. № 4. P. 045021.
- Fu Xiao, Panin G. N. et al. / Nanoscale. 2017. Vol. 9. P. 1820.
- Fu Xiao et al. / Materials Horizons. 2022. Vol. 9. № 12. P. 3095–3101.
- Yin J., Tan Z., Hong H. et al. / Nat Commun. 2018. Vol. 9. P. 3311. https:// doi.org/10.1038/s41467-018-05874-2
- Зотов А. В., Панин Г. Н., Тулина Н. А., Борисенко Д. Н., Колесников Н. Н. / XXVII Международной научно-технической конференции «Фотоэлектроника и приборы ночного видения». – Москва, 2024. С. 308.
- Li W., Qian X., Li J. / Nat Rev Mater. 2021. Vol. 6. P. 829–846. https:// doi.org/10.1038/s41578-021-00304-0
- Guo Yinsheng, Sun Dezheng, Ouyang Bin, Ra-ja Archana, Song Jun, Heinz Tony F., Brus Louis E. / Nano Lett. 2015. Vol. 15. № 8. P. 5081–5088. https:// doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b01196
- Peng B., Zhang H., Chen W. et al. / npj 2D Mater Appl. 2020. Vol. 4. P. 14. https:// doi.org/10.1038/s41699-020-0147-x
- Chen H., Zhang J., Kan D., He J., Song M., Pang J., Wei S., Chen K. / Crystals. 2022. Vol. 12. № 10. P. 1381. https:// doi.org/10.3390/cryst12101381
- Chua L., IEEE Transactions on circuit theory 18 (5), 507 (1971). doi: 10.1109/TCT.1971.1083337
- Panin G. N. et al., AIP Conf. Proc. 893, 743 (2007).
- Strukov D., Snider G., Stewart D. et al., Nature 453, 80 (2008). https://doi.org/10.1038/nature06932
- Chua L. O., Nat Electron 1, 322 (2018). doi: 10.1038/s41928-018-0074-4
- Wang W., Panin G., Fu X. et al., Sci Rep. 6, 31224 (2016). https:// doi.org/10.1038/srep31224
- Fu X., Zhang L., Cho H. D., Kang T. W., Fu D., Lee D., Lee S. W., Li L., Qi T., Chan A. S., Yunusov Z. A. and Panin G. N., Small. 15 (45), 1903809 (2019). doi: 10.1002/smll.201903809
- Panin G. N., Chaos, Solitons and Fractals 142, 110523 (2021). doi: 10.1016/j.chaos.2020.110523
- Fu X., Li T., Cai B., Miao J., Panin G. N., Ma X., Wang J., Jiang X., Li Q., Dong Y., Hao C., Sun J., Xu H., Zhao Q., Xia M., Song B., Chen F., Chen X., Lu W. and Hu W., Light Sci. Appl. 12, 39 (2023).
doi: 10.1038/s41377-023-01079-5 - Panin G. N., Electronics 11, 619 (2022). doi: 10.3390/electronics11040619
- Panin G. N. and Kapitanova O. O., Memristive Systems Based on Two-Dimensional Materials. Advances in Memristor Neural Networks, Modeling and Applications. InTech, 2018. http://dx. doi.org/10.5772/intechopen.78973
- He C. L., Zhuge F., Zhou X. F., Li M., Zhou G. C., Liu Y. W., Wang J. Z., Chen B., Su W. J., Liu Z. P., Wu Y. H., Cui P. and Li R.-W., Appl. Phys. Lett. 95, 232101 (2009).
- Panin G. N. et al., Jap. J. App. Phys. 50, 070110 (2011). doi: 10.3938/jkps.64.1399
- Jeong H. Y., Kim J. Y., Kim J. W., Hwang J. O., Kim J.-E., Lee J. Y., Yoon T. H., Cho B. J., Kim S. O., Ru-off R. S. and Choi S.-Y., Nano Lett. 10, 4381 (2010).
- Kapitanova O. O., Emelin E. V., Dorofeev S. G., Evdokimov P. V., Panin G. N., Lee Y. and Lee S., J. Mat. Sci. Tech. 38, 237 (2020). doi: 10.1016/j.jmst.2019.07.042
- Panin G. N. and Kapitanova O. O., Nanobiotech-nology Reports 16 (6), 706 (2021).
- Xia F., Wang H., Xiao D. et al., Nature Photon. 8, 899 (2014). https:// doi.org/10.1038/nphoton.2014.271
- Ubrig N., Ponomarev E., Zultak J. et al., Nat. Mater. 19, 299 (2020). https:// doi.org/10.1038/s41563-019-0601-3
- Goossens S., Navickaite G., Monasterio C. et al., Nature Photon. 11, 366 (2017). https:// doi.org/10.1038/nphoton.2017.75
- Wang W., Kapitanova O. O. et al., RSC Adv. 8, 2410 (2018).
- Kovaleva N. N. et al., 2D Materials 6 (4), 045021 (2019).
- Fu Xiao, Panin G. N. et al., Nanoscale 9, 1820 (2017).
- Fu Xiao et al., Materials Horizons 9 (12), 3095 (2022).
- Yin J., Tan Z., Hong H. et al., Nat Commun. 9, 3311 (2018). https:// doi.org/10.1038/s41467-018-05874-2
- Zotov A. V., Panin G. N., Tulina N. A., Boris-enko D. N. and Kolesnikov N. N. Proc. XXVII Intern. Sci-entific and Technical Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices. Moscow, 2024. p. 308.
- Li W., Qian X. and Li J., Nat Rev Mater. 6, 829 (2021). https:// doi.org/10.1038/s41578-021-00304-0
- Guo Yinsheng, Sun Dezheng, Ouyang Bin, Raja Archana, Song Jun, Heinz Tony F. and Brus Louis E., Nano Lett. 15 (8), 5081 (2015). https:// doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b01196
- Peng B., Zhang H., Chen W. et al., npj 2D Mater Appl. 4, 14 (2020). https:// doi.org/10.1038/s41699-020-0147-x
- Chen H., Zhang J., Kan D., He J., Song M., Pang J., Wei S. and Chen K., Crystals. 12 (10), 1381 (2022). https:// doi.org/10.3390/cryst12101381
Выпуск
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Осипов К. А., Варюхин А. Н., Гелиев А. В.
Интегро-дифференциальное уравнение и модифицированное уравнение Лондонов для расчета проникновения нестационарного магнитного поля в сверхпроводник в мейснеровском состоянии
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Сорокин Д. А., Белоплотов Д. В., Петренко Т. В., Рябов А. Ю., Соснин Э. А., Кудряшов С. В.
Разложение метилэтилкетона в водном растворе при воздействии плазмы высоковольтного наносекундного разряда
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Бурлаков И. Д., Старцев В. В., Яковлев А. Ю.
Основные тенденции и направления современного развития фотоэлектроники (Обзор материалов XXVII Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения)
Наумов А. В., Семенченко Н. А.
XV Конференция «Кремний-2024» – отечественное производство возвращается? (Обзор материалов XV Конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе)
Панин Г. Н., Капитанова О. О.
Фотомемристорные сенсоры для автономных систем зрения на основе низкоразмерных материалов
Улькаров В. А., Трофимов А. А., Павлова О. С., Новиков И. В., Саркисов Н. А., Кузин В. О.
Моделирование деформации пластины InSb диаметром 50,8 мм при обработке методом одностороннего шлифования свободным абразивом
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Варюхин А. Н., Дутов А. В., Жарков Я. Е., Козлов А. Л., Мошкунов С. И., Овдиенко М. А., Хомич В. Ю., Шахматов Е. В.
Разработка и моделирование системы управления инверторного привода СДПМ с нелинейной нагрузочной характеристикой для летательного аппарата с распределённой силовой установкой
Другие статьи выпуска
Представлена разработка системы управления двунаправленного инверторного привода синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ). Система позволяет осуществлять оптимальное управление СДПМ в условиях нелинейности нагрузки как в режиме генерации крутящего момента, так и в режиме рекуперации мощности, обеспечивая высокую эффективность работы и безопасность функционирования СДПМ.
Исследуется моделирование деформации пластин InSb диаметром 50,8 мм, возникающей при шлифовании и полировании односторонним методом. Прогнозирование прогиба пластины положительно сказывается на разработке схемы процесса и позволяет корректировать технологические условия для достижения требуемых параметров BOW и WARP пластины для соответствия требованиям молекулярно-лучевой эпитаксии. Показано, что обработка подложек InSb с учетом предложенной модели позволяет достигать требуемых геометрических параметров пластины с точностью до 1 мкм.
С 15 по 20 июля 2024 года в Республике Бурятия, с. Сухая состоялась XV Конференция по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе. Конференция была организована Сибирским отделением Российской академии наук, Институтом геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск, ООО «Старт Инжиниринг», г. Иркутск. Приведен краткий обзор представленных докладов c акцентом на вопросы промышленного производства высокоомного кремния для оптоэлектроники
29–31 мая 2024 года в Государственном научном центре Российской Федерации
Акционерном обществе «НПО «Орион» состоялась XXVII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения.
Исследована степень разложения метилэтилкетона в водном растворе при воздействии плазмы высоковольтного наносекундного разряда, инициируемого над поверхностью и в объёме раствора. Электроразрядная очистка от тестового загрязнителя производилась для образцов растворов на основе дистиллированной и грунтовой вод. Наибольшая степень разложения метилэтилкетона около 94 % была получена для случая раствора на основе грунтовой воды при воздействии неравновесной низкотемпературной плазмы разряда в воздухе атмосферного давления, формируемой над поверхностью раствора. Показано, что увеличение степени разложения тестового загрязнителя обеспечивается в режиме растягивания во времени процесса обработки растворов плазмой, а не увеличения частоты следования импульсов напряжения.
Впервые получено интегро-дифференциальное уравнение для расчета проникновения магнитного поля в сверхпроводник в мейснеровском состоянии для нестационарного случая с учетом возбуждения как сверхпроводящих, так и нормальных электронов согласно двухжидкостной модели сверхпроводников. При синусоидальном изменении магнитного поля данное интегро-дифференциальное уравнение сводится к модифицированному уравнению Лондонов, в котором получено комплексное выражение для глубины проникновения переменного магнитного поля в зависимости от частоты изменения магнитного поля и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов. С помощью модифицированного уравнения Лондонов рассмотрено проникновение переменного магнитного поля в плоскопараллельную сверхпроводящую пластину конечной толщины в зависимости от частоты поля.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400