器件

ISMC和神经形态计算领域的全球前15名企业专利持有者。

I器件结构与建模

电子与光电子器件的研究、制备、分析及其优化

缺陷钝化与光学调控结合，显著提升效率潜能：结合校准模拟与数据驱动型Shockley–Queisser分析开展分步优化，结果表明通过靶向缺陷钝化与光学优化，器件效率潜力可突破35%。

罗马第二大学AldoDiCarlo等人构建了一套集成校准光学模拟、漂移–扩散器件建模与Shockley–Queisser(SQ)理论的模拟方法，并引入外部数据库提取的经验非辐射复合因子。

BTP-eC9对照与PDCC处理器件的J–V曲线，c)对应的EQE曲线。

b)BTP-eC9薄膜和c)PDCC处理的BTP-eC9薄膜的温度依赖紫外–可见吸收光谱。

d)基于o-二甲苯(o-XY)溶剂加工的对照与PDCC处理器件的J–V曲线。

j)对照与PDCC处理器件的光稳定性测试结果。

在持续光照(100mWcm⁻²，N₂气氛)条件下，PDCC处理器件在600小时后仍可保持约72.9%的初始效率，而对照器件仅为60.2%；

在载流子输运方面，photo-CELIV与SCLC测试结果均显示，PDCC处理器件具有更高的电子与空穴迁移率，同时载流子迁移率更加均衡(空穴/电子比值更接近1)。

外量子效率(EQE)结果显示，在450–850nm范围内，PDCC处理器件的光响应整体增强，与JSC提升保持一致，证明其在光吸收与载流子产生方面的协同优化作用。

进一步通过瞬态光电压/电流(TPV/TPC)分析电荷动力学，结果显示PDCC处理器件具有更快的电荷提取速度和更长的载流子寿命，说明其在传输过程中复合损失更低。

经不同温度下OAA和CSA退火处理的Sb₂S₃器件的性能参数。

全空气高效器件，创纪录突破：首次报道了全空气环境下制备的7.17%最高效率，相比N₂气氛下退火的Sb₂S₃器件效率提升40.3%。

器件层面，文章重点讨论了电导依赖型与非依赖型两种仿生神经元模型，深入分析了离子迁移、相变、碰撞电离、电荷捕获及掺杂等五种人工神经元器件工作机制，并系统梳理了导电细丝、相变、铁电、自旋电子、电荷调制等五类突触工作机制及其性能评估指标。

图5分类展示了基于二维材料的人工神经元器件的五种核心工作机制。

北京交通大学邓涛&清华大学田禾等人系统综述了基于二维材料的新型人工神经元与突触器件的最新研究进展。

图14展示了人工神经元与突触器件在逻辑运算中的直接应用。

图中还展示了突触后膜对兴奋性与抑制性刺激的电位响应，为后续人工神经元与突触器件的仿生设计奠定了理论基础。

这些研究表明，人工神经元与突触器件有望在保证高集成密度与计算效率的同时，实现逻辑运算与神经形态计算的深度融合。

V总结本综述系统梳理了基于二维材料的人工神经元与突触器件的研究进展。

本综述系统梳理了基于二维材料的人工神经元与突触器件的研究进展。

e)本工作所用大面积组件的器件结构示意图及实物照片。

从器件性能随温度的变化来看(图2)，开放退火器件在320°C达到最佳(转换效率3.64%)，超过350°C后性能急剧衰退，380°C完全失效。

图1a展示了24.6%认证效率器件的完整堆叠：从上到下包括减反层、透明电极、电子传输层、钙钛矿顶电池、隧穿复合层、CIGS底电池与背电极。

团队通过“协同界面调控”与高精度有机半导体图案化技术的深度融合，让制备的OTFT阵列同时兼具优异的电学性能、良好的器件均一性和超高集成密度，为有机半导体器件的高密度集成提供了全新解决方案。

尽管光刻技术是微电子领域高精度图案化的核心技术，拥有不可替代的优势，但其工艺中的溶剂和化学过程易对有机半导体造成损伤，无法直接应用于有机半导体器件制造。

该研究成功实现了OTFT阵列与OLED发光单元的系统级集成，为构筑高分辨率柔性显示器件以及下一代可穿戴电子系统提供了重要技术基础。

该路线始于二维忆阻器的基础研究，随后演化为基于多种物理机制的器件平台，成功实现了对生物突触与神经元功能的模拟。

神经元器件在功能复杂性(阈值特性、积分发放、不应期、跨模态感知)上的研究相对滞后；

n,o掺杂神经元：nMoS₂神经元器件示意图及阈值切换机制。

而限域空间退火器件在410-450°C范围内性能持续提升，450°C退火3min获得最优结果，平均转换效率达6.52%，开路电压746mV，短路电流14.45mA/cm²。

但是因为量子点间能量耗散得到了有效抑制，处理后的量子点器件的外量子效率随电流密度增加仍表现出显著提升。

所制备的钙钛矿发光二极管在640nm和657nm处分别实现28.9%和32.0%的外量子效率，创下红光CsPbI₃量子点器件效率新高的同时展现了方案的通用性。

(四)神经形态器件的发展历程

神经形态器件的发展历程——从突触器件到内生智能器件。

图4a为不同优化场景下的模拟J–V曲线，从基准器件(Case1)开始，依次进行界面钝化、钙钛矿缺陷抑制、高质量材料、理想光学条件等逐步优化。

单轴跟踪能明显提升所有器件的发电收益。