全光调制突触器件

双向光响应

基于ZnAlSnO/SnS异质结构，紫外光增强、红光抑制，无需电学刺激即可实现全光双向突触可塑性。

Ruqi, Yang · Hu, Dunan · Qiujiang, Chen · Zihan, Wang · Lu, Bin · Ye Z. · 李喜峰 · Lu, Jianguo

Advanced Functional Materials 2025

参数信息

手写数字识别准确率

91.12 %

衣物识别准确率

78.22 %

兴奋性突触后电流波长

370 nm

抑制性突触后电流波长

630 nm

技术优势

纯光双向可塑性

紫外光写入、红光擦除，兴奋与抑制都靠光完成，省去电学调制模块，简化电路设计。

稳定连续调制

连续施加光脉冲可稳定改变电导，实现可靠的权重更新，为在线学习提供基础。

识别准确率可落地

三层神经网络在 MNIST 和 Fashion-MNIST 上分别达到 91.12% 和 78.22%，证明该器件可支撑实际图像分类任务。

应用场景

• 神经形态计算：提供无需电学调制的突触权重更新单元，用于构建低功耗全光神经网络加速器。
• 图像传感器：将光信号直接转化为可调电导，作为感算一体的像素级预处理单元。
• 脑机接口：全光操作避免电刺激对生物组织的干扰，可用于植入式神经假体的突触模拟。
• 光电探测：不同波长产生极性相反的响应，可用于波长选择探测或事件驱动成像。