传统的数字图像处理系统包括图像传感单元和图像处理单元，二者在物理空间上分离，图像信息在其间的传输产成了延时与能耗。受人类视觉系统启发的神经形态视觉传感器（NeuVS）可以通过在单一器件中集成光传感和人工突触功能，以模拟视觉感知系统的传感器内计算操作（图1a），感存算一体化的实现，可以提高机器视觉系统信息处理的效率，并降低功耗，具有优异的应用前景。人类视网膜包含三种视锥细胞以感知可见光，形成红绿蓝（RGB）三色视觉。紫外线辐射作为太阳辐射中人眼不可见部分，在杀菌、鉴定、透视和医疗健康等方面发挥着重要作用，另一方面，长时间的紫外光暴露，会对人眼、皮肤等产生危害。在实际的紫外预警探测中，紫外信号通常较弱，导致检测困难，并且其他波长的光（如RGB）的存在也会干扰检测。因此，探索能感知超弱紫外光的神经形态视觉传感器，实现对紫外线辐射的预警具有重要意义。
图1 (a）由传感单元、记忆单元和处理单元组成的人类视觉系统。（b）有机神经形态视觉传感器示意图。（c）BTBTT6-syn的紫外-可见吸收光谱和化学结构。（d）文中OPTs的检测极限与之前报道的紫外光晶体管比较。
该工作中，利用BTBTT6-syn的密排双层结构、强的分子间相互作用以及BTBTT6?syn/SiO 2界面羟基俘获电子的特点，OPTs器件可响应31 nw/cm2的超弱紫外光，是目前所报道的有机紫外光晶体管的最低检测值（图1d）。利用界面工程，选择不同的聚合物介电层，调节器件中的界面缺陷。激子结合能和载流子迁移率的协同效应，增强了具有缓冲层的器件在高光强条件下的光灵敏度（图2a）。所有器件的光响应性能包括光灵敏度（P）接近10?，光响应度（R）高达10? A/W，比探测率（D*）超过101? Jones，呈现出超强的光电探测能力。
图3 使用基于BTBTT6-syn的突触OPTs阵列进行运动检测的示意图
相关研究论文以“Tetrachromatic vision-inspired neuromorphic sensors with ultraweak ultraviolet detection”为题发表在《 Nature Communications 》期刊上，论文第一为天津大学分子聚集态科学研究院硕士研究生蒋婷和南京邮电大学博士后王一如，共同通讯为纪德洋教授、凌海峰教授和田洪坤研究员。
延伸阅读：
《新兴图像传感器技术及市场-2023版》 《光谱成像市场和趋势-2022版》
《小型、微型和芯片级光谱仪技术及市场-2020版》
来源：中科爱好小达人
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