近日，我校物理学院徐海阳教授团队在新型神经形态器件领域取得重要研究进展。受人脑神经系统高效信息处理机制启发，神经形态感知系统已成为推进类脑仿生发展的一项关键技术，在仿生机器人、智能假肢及柔性可穿戴领域展现独特优势。然而，传统电路系统往往需要多个器件及复杂的电路设计，降低了信息处理的效率，于是开发单一器件模拟类脑感知功能对发展神经形态感知系统的意义越来越重要。因此，研究团队提出了光控纳流体人工树突、发展了具有保护性抑制行为的感知运功系统，研究成果陆续发表在Advanced Materials、Advanced Functional Materials和Advanced Science等国际知名期刊上。

图1.忆阻器光控人工树突及神经形态传感-运动系统

研究团队利用纳流体忆阻器构建了光控人工树突，通过光调控纳米通道中离子的运输行为，有效地再现了生物神经树突的时空整合功能；通过将机械臂等装置连接，搭建了具有模拟低级神经中枢和高级神经中枢共同调控的缩手反射行为的神经形态系统，为开发纳流体人工树突和发展先进的神经形态传感-运动系统提供了一种新策略。该成果以“Optogenetics-Inspired Nanofluidic Artificial Dendrite with Spatiotemporal Integration Functions”为题，发表在国际知名期刊Advanced Materials 《先进材料》上。我校物理学院博士研究生李壮壮为该论文的第一作者，林亚副教授、王中强教授和徐海阳教授为共同通讯作者。

图2. 互补型忆阻器及人工运动感知系统

团队提出了一种在纳米多孔非晶碳层中掺入有限铜源的方法，构建了新型互补型忆阻器；将忆阻器与压力、光学和温度传感器结合形成人工传入神经，模拟了对各种外界刺激的仿生保护性抑制行为；此外将人工传入神经与麻醉小鼠的坐骨神经连接，构建了人工运动感知系统进行突触反馈。相关成果以“An Artificial Nerve with Complementary Memristor for Neuromorphic Self-Protection”为题，发表在国际知名期刊Advanced Functional Materials 《先进功能材料》上，我校物理学院田巧玲博士后为第一作者，赵晓宁教授、王中强教授和徐海阳教授为共同通讯作者。

团队还开发了基于ZnO/WOx异质结的自供能光电忆阻器，通过光伏效应与异质结空间电荷区（SCRH）电子捕获效应的协同作用，器件在零偏压条件下展现出对恒定光刺激的瞬态响应和动态适应特性，成功模拟了视觉适应的两项核心功能：脱敏效应和韦伯定律；通过将该器件与阈值开关（TS）器件集成，构建的视觉自适应系统，对过曝光图像展现出高精度识别能力。该成果以“Bioinspired Adaptive Neuron Enabled by Self-powered Optoelectronic Memristor and Threshold Switching Memory for Neuromorphic Visual System”为题，发表在国际知名期刊Advanced Science《先进科学》上。我校物理学院博士研究生承艳坤为该论文的第一作者，林亚副教授、王中强教授和徐海阳教授为共同通讯作者。

相关论文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202502438

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202507503

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202417461