本网讯 近日，改革网·江淮风采从中国科学技术大学获悉，该校微电子学院孙海定教授iGaN Lab课题组与武汉大学刘胜院士团队合作，在仿生光电神经感知器件的前沿研究中取得重要进展。研究团队成功开发以第三代半导体氮化镓（GaN）为核心材料的光电神经突触器件，实现具有化学调控的神经形态功能。该器件首次提出利用光电化学器件架构，结合传统半导体构筑新型半导体/电解质异质界面，并逼真模拟了生物体中的复杂视觉行为。相关成果发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

随着人工智能与大数据时代的飞速发展，光电感知技术在信息传输和处理中的地位日益凸显。受生物视觉启发的光电神经突触器件，有望将光电感知、信息存储与处理功能高度集成，被视为多功能感知系统开发的关键。然而，传统光电神经突触器件受限于无法全面模拟生物视觉系统的化学-光电过程，阻碍了其进一步应用。

针对这一挑战，研究团队创新性地提出基于GaN纳米线的光电化学神经形态器件架构。该架构首次将生物系统中的溶液介导的化学-电过程与固态器件中的光电过程相结合，显著提升了器件的功能性和生物兼容性。

光电神经形态器件的响应与功能展示。（a-b）负载铂金属前后的双模式突触响应。（c）生物体内氧化应激现象示意。（d）器件模拟的学习与记忆衰退行为。（e）器件模拟的视觉感知衰退行为

通过构筑这种新型器件，团队不仅实现了双模式的突触行为，还通过表面铂金属的化学修饰，利用新型半导体/电解质表界面结构，成功调控了器件的突触响应行为。同时，该器件还展现了类生物系统的化学调控突触特性。更为重要的是，该器件能够模拟人体内的氧化应激过程，并进一步重现氧化应激引发的视觉认知衰退现象。

这一器件架构不仅突破了传统光电神经突触器件的局限性，借助其独特的溶液工作环境，还能够与生物系统兼容并实现一体化集成，有望在仿生视觉、神经形态生物传感、光控脑机接口和神经假肢修复等领域开辟新的应用前景，为未来光电子与生物电子的交叉与集成应用提供新的发展方向。（杨力华）