近日，西安電子科技大學(xué)朱樟明教授團(tuán)隊在鍺基集成化全光子輸入邏輯運算方面取得了重要的學(xué)術(shù)成果，基于Ge/MoS2異質(zhì)結(jié)型晶體管的可見-紅外雙波段雙極性光響應(yīng)特性研制了光學(xué)邏輯運算單元，在單個或兩個器件上通過全光控制實現(xiàn)了五種基本邏輯和多種復(fù)雜邏輯功能運算。相關(guān)工作以“All-Optic Logical OperationsBased on the Visible-Near Infrared Bipolar OpticalResponse”為題發(fā)表于國際權(quán)威期刊《Advanced Science》。論文的通訊作者為朱樟明教授和王利明副教授，第一作者為尤杰博士。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的到來帶來了人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興領(lǐng)域的快速崛起，對計算的需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長和多樣化態(tài)勢。隨著摩爾定律的放緩甚至失效，集成電路的晶體管數(shù)量正在逼近物理極限，無法進(jìn)一步通過縮小器件尺寸來提高數(shù)據(jù)處理的速度和容量。光子邏輯運算具有超大帶寬、超低功耗和并行計算的優(yōu)勢，在基礎(chǔ)物理研究、機器學(xué)習(xí)加速和智能信號處理等應(yīng)用場景中有望突破傳統(tǒng)計算方式的瓶頸。

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鍺基全光子邏輯運算架構(gòu)

團(tuán)隊基于Ge/MoS2結(jié)型場效應(yīng)晶體管的雙波段雙極性光響應(yīng)，創(chuàng)新性地提出了一種可見-紅外雙波段全光控制的邏輯運算架構(gòu)，可在同一個單元上實現(xiàn)五種全光基本邏輯運算功能，并驗證了該架構(gòu)在全光子圖像處理方面的潛力。通過串聯(lián)兩個Ge/MoS2器件，拓展并實現(xiàn)了多種復(fù)雜的全光邏輯運算功能。相比于傳統(tǒng)的電學(xué)邏輯運算架構(gòu)，本研究提出的全光子輸入邏輯器件及架構(gòu)不僅可以將晶體管數(shù)量減少50%-95%，更展現(xiàn)出在高速、高通量和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理方面的巨大應(yīng)用潛力。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202404336