通过金属/半导体界面工程实现挥发性/非挥发性光子突触的切换，用于生物启发式传感处理

《Laser & Photonics Reviews》：Switching of Volatile/Non-Volatile Photonic Synapses via Metal/Semiconductor Interface Engineering for Bio-Inspired Sensory Processing

　　本研究开发了一种基于单根ZnO微丝的金属-半导体-金属结构突触器件，通过退火工艺调控接触结构，实现了光导的易失/非易失状态切换，验证了突触功能，并提供了多维人工突触系统的新思路。

　　

摘要

神经形态学人工光子突触因其能够模拟生物体的感知、学习和记忆功能而受到了广泛关注，并被视为克服冯·诺依曼瓶颈的潜在解决方案。然而，如何在不改变光敏组件和架构的情况下操控设备的易失性/非易失性光电导特性仍然是一个挑战。在这项研究中，我们开发了一种采用金属-半导体-金属结构的突触器件，该器件仅使用了一根ZnO微线。通过简单的退火处理来调整金属-半导体接触配置，具体来说是调节器件内部的能带结构和界面态，我们成功实现了其易失性/非易失性光电导状态的切换。此外，在这两种工作模式下，该突触器件均展现了多种功能特性，包括配对脉冲增强、短期可塑性和长期可塑性以及极化依赖性可塑性。易失性模式具有高通滤波能力，可用于图像锐化；而非易失性模式则支持多状态数据存储和处理。这种双模式协同机制克服了传统突触器件的功能限制，为开发多维人工突触系统提供了新的思路。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理请求向通讯作者索取。