2026年9月6日，深圳大学张文静教授团队在《Advanced Science》发表了题为"Gate-Tunable Polarity-Reconfigurable Photovoltaic Response With Dual Linearity in NbS₃/WSe₂ Heterostructures for In-Sensor Image Processing"的研究论文。该工作基于NbS₃/WSe₂范德华异质结构，实现了栅压连续可调、极性可逆切换的自供电光伏响应，并利用其独特的双重线性特性，在器件中完成了感内卷积图像处理，为低功耗边缘视觉感知提供了全新的解决方案。博士后刘季冬为第一作者，张文静教授为通讯作者。
传统图像传感器与处理器分离的架构导致大量冗余数据传输和能耗，而感内计算将感知与处理集成于前端，可显著降低功耗和延迟。然而，现有器件难以同时实现可逆光伏极性切换与线性权重编程，成为感内计算发展的关键瓶颈。针对这一挑战，研究团队选取WSe₂（双极性半导体）和NbS₃（n型半导体）构建范德华异质结。利用两种材料的栅调控能力差异性，连续调控界面能带排列，进而反转内建电场方向，从而在同一器件中实现正、负光伏响应可逆切换。
实验结果表明，该器件在宽光谱范围内均表现出稳定的极性可重构光伏响应。更为关键的是，器件展现出双重线性特性：正负光伏光电流与入射光功率密度呈线性关系，正负光响应率与栅压呈近似线性关系。这一线性映射使得光响应率可作为可编程的权重，用于感内卷积运算。该工作为构建可重构、低功耗的边缘视觉传感器提供了可行的方案。
图. NbS₃/WSe₂异质结器件感算一体图像卷积处理
该研究得到了国家自然科学基金-国际(地区)合作与交流项目，广东省自然科学基金等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.77288
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