近日，记者从中国科学技术大学（以下简称“中国科大”）获悉，该校团队在仿生光电神经感知器件领域取得新突破，首次提出利用光电化学器件架构，逼真模拟了生物体中的复杂视觉行为，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。该研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目等专项经费资助，研究成果近期发表于国际学术期刊《自然·通讯》上。
随着人工智能和大数据时代的迅猛发展，数据量和信息处理需求急剧增长，而光电感知技术作为现代信息传输和处理的核心手段，显得愈发关键。受生物视觉启发的光电神经突触器件，有望将光电感知、信息存储和信息处理功能集成到同一系统中，为多功能和集成化感知系统的开发提供全新途径。然而，现有的光电神经突触器件无法有效模拟生物视觉系统中复杂的化学-光电全过程，较大程度限制了其功能性和应用场景。
对此，中国科大微电子学院的孙海定教授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。
通过这种新型器件的构筑，研究团队实现了双模式的突触行为，成功调控了器件的突触响应行为。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。
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合肥通客户端-合报全媒体记者 刘小容
