在科技探索的前沿，一項突破性的成果正引領神經形態計算領域邁向新高度。近日，沙特阿卜杜拉國王科技大學與浙江大學的研究團隊攜手，成功研發出全球首款全光譜可編程光控憶阻器，這一創新成果在國際權威期刊Nature Nanotechnology上發表，引起了廣泛關注。
這款光控憶阻器的問世，標志著三大顛覆性創新的實現。首先，它突破了傳統光控憶阻器的光譜限制，采用氮化硼（hBN）和硅（Si）的異質結構，實現了從紫外到近紅外波段（375-1064nm）的全光譜響應，波長響應范圍較現有技術拓寬了400%。這一突破為光學神經形態計算的未來發展奠定了堅實基礎。
其次，該器件具備獨特的三態可切換光控記憶功能。在低功率激光照射下，它能夠模擬生物神經元的短期記憶，實現瞬態記憶的激活；而在高功率激光下，則可形成長期穩定記憶，實現信息的永久存儲。僅需單波長激光即可完成模式重構，賦予設備更高的靈活性和適應性。
再者，這款光控憶阻器在極端環境下展現出卓越的穩定性與可靠性。在300℃高溫下，它能連續運行106次且性能無衰減，保持時間超過40,000秒。同時，該器件支持4英寸晶圓級均勻制備，尺寸可精確控制至500nm，為大規模應用提供了可能。
研究團隊詳細解析了這款全球首款hBN/Si光控憶阻器陣列的結構設計與制備工藝，包括低溫PECVD生長hBN薄膜、界面表征、4英寸晶圓實物及多維度制備細節驗證。他們還展示了光控憶阻器的多模式電學特性與性能驗證圖，包括在不同光照/黑暗條件下的電阻切換行為、超長時間的穩定存儲以及陣列光寫入圖案等。
這款光控憶阻器的另一大亮點是其全光譜響應能力。研究團隊通過5種激光波長驗證了其超寬帶響應，覆蓋人眼可見光及部分紅外波段。與其他材料相比，該器件在光耦合開關比與響應波長范圍上均處于全球領先地位。
在原理驗證方面，研究團隊展示了光編程實現憶阻器多態記憶訓練的過程。通過弱光與強光下的脈沖切換行為，以及讀取時低電壓穩定識別“長期記憶”的特性，該器件完美模擬了人腦神經突觸的“短期→長期記憶”轉化過程。這一成果不僅突破了光控憶阻器的性能瓶頸，也為下一代光學神經形態硬件的實現提供了強有力的技術支持。
隨著這一技術的不斷成熟，光控憶阻器有望在智能視覺、邊緣計算等領域發揮重要作用。在更加復雜和多變的環境中，它將能夠執行實時數據處理、信息存儲等任務，助力人工智能和神經形態計算的進一步發展。
