近日，我校物理學(xué)院徐海陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)在新型光電憶阻器與視覺(jué)仿生系統(tǒng)取得重要研究進(jìn)展。當(dāng)前摩爾定律正受到挑戰(zhàn)，基于傳統(tǒng)工藝的人工視覺(jué)系統(tǒng)因圖像感知、記憶與處理單元分立，在存儲(chǔ)速度及能耗等方面逐漸陷入瓶頸。受人腦視覺(jué)系統(tǒng)啟發(fā)，發(fā)展神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)系統(tǒng)是突破以上瓶頸，實(shí)現(xiàn)高效圖像信息處理的潛在途徑。為此，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了近紅外全光調(diào)制、偏振敏感等新型光電憶阻器以及具有高效運(yùn)動(dòng)識(shí)別功能的類(lèi)腦視覺(jué)系統(tǒng)。相關(guān)研究成果陸續(xù)發(fā)表在A(yíng)dvanced Materials、Light: Science & Applications和ACS nano等國(guó)際知名期刊上。
圖1. 近紅外全光調(diào)制光電憶阻器及微觀(guān)生物運(yùn)動(dòng)的邊緣提取與運(yùn)動(dòng)識(shí)別功能
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了基于ZnO -上轉(zhuǎn)換納米顆粒納米復(fù)合薄膜的全光調(diào)制近紅外光電憶阻器，在單個(gè)器件中實(shí)現(xiàn)了電導(dǎo)的雙向可逆調(diào)控，完成了微觀(guān)生物運(yùn)動(dòng)的邊緣提取與運(yùn)動(dòng)識(shí)別，為發(fā)展全光控類(lèi)腦視覺(jué)系統(tǒng)提供了新策略。相關(guān)成果以“Near-Infrared Optoelectronic Memristor with All-Optical Modulation for Microscopic Biological Motion Recognition”為題，發(fā)表在國(guó)際期刊Advanced Materials 《先進(jìn)材料》上。我校物理學(xué)院博士研究生韓嘉琦為論文的第一作者，林亞副教授、丁亞丹講師、王中強(qiáng)教授和徐海陽(yáng)教授為共同通訊作者。
圖2. 氧化鎵基光電憶阻器及類(lèi)腦視覺(jué)系統(tǒng)
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出級(jí)聯(lián)異質(zhì)結(jié)基氧化鎵光電憶阻器，通過(guò)異質(zhì)結(jié)內(nèi)置電場(chǎng)分離電子-空穴對(duì)，并利用Al/HfO?肖特基勢(shì)壘捕獲空穴實(shí)現(xiàn)增益效應(yīng)，在完成4096（212）個(gè)電阻狀態(tài)精確調(diào)控的同時(shí)保持較高的線(xiàn)性度；以此為基礎(chǔ)構(gòu)建深紫外神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不同指紋類(lèi)型的精確分類(lèi)。相關(guān)成果以“Ultra-Highly Linear Ga2O3-based Cascade Heterojunctions Optoelectronic Synapse with Thousands of Conductance States for Neuromorphic Visual System” 為題，發(fā)表在國(guó)際期刊Light: Science & Applications《光：科學(xué)與應(yīng)用》上。我校物理學(xué)院李鵬副教授和單旋宇博士后為共同第一作者，林亞副教授、王中強(qiáng)教授和徐海陽(yáng)教授為共同通訊作者。
研究團(tuán)隊(duì)還利用面內(nèi)各向異性二維材料ReSe2以及空間反轉(zhuǎn)策略，提出了兼具偏振光感知和偏振信息計(jì)算能力的偏振敏感光電憶阻器；通過(guò)該憶阻器的預(yù)處理能力，成功模擬了視覺(jué)對(duì)偏振信息增強(qiáng)與去噪，偏振圖像學(xué)習(xí)；通過(guò)斯托克斯矢量計(jì)算及憶阻器神經(jīng)形態(tài)計(jì)算功能，提高了基于偏振信息的無(wú)損物體表面檢測(cè)能力。相關(guān)成果以“In-Plane Anisotropic Two-Dimensional ReSe2 Optoelectronic Memristor for a Polarization-Sensitive Neuromorphic Vision System”為題，發(fā)表在國(guó)際期刊ACS Nano 《納米》上。我校物理學(xué)院博士研究生朱永興博士為第一作者，陶冶副教授、王中強(qiáng)教授和徐海陽(yáng)教授為共同通訊作者。
相關(guān)論文鏈接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202510185
https://www.nature.com/articles/s41377-025-01897-9
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c08221
