我校物理学院徐海阳教授课题组在忆阻器神经形态感知系统领域取得系列科研进展。近年来，神经形态感知系统在人机界面、假肢、人形机器人等领域引起了科研人员极大的兴趣。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感觉适应功能，拓宽动态响应范围，提高信息处理效率对发展神经形态感知系统的意义越来越重要。针对这些问题，徐海阳教授团队提出了互补型忆阻器构筑自适应神经形态感知系统，发展了锡掺氧化镓基神经形态视觉系统，研究成果陆续发表于Advanced Materials和Advanced Functional Materials等顶级期刊上。
利用互补型忆阻器模拟感觉适应新方法，通过结合传感器分别实现了对光信号、压力信号、温度信号的适应功能，实现了自适应视觉感知单元在不同背景光条件下自适应行为对图像的对比度增强效果；并通过多模态信号整合，提高图像识别精度，为开发自适应神经形态感知系统，提高感知信息处理效率提供了一种有效方案。该成果以“Adaptive Processing Enabled by Sodium Alginate Based Complementary Memristor for Neuromorphic Sensory System” 为题，发表在国际期刊Advanced Materials 《先进材料》上。物理学院博士研究生史佳娟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通讯作者。
图1. 互补型忆阻器实现自适应神经形态感知处理功能
徐海阳教授和马剑钢教授提出了一种以锡箔为掺杂源的溶胶凝胶方法，通过优化锡掺杂浓度和退火温度调控了光响应行为，提出了缺陷捕获空穴的增益机制，实现了生物突触行为模拟；在弱光下，锡掺氧化镓神经形态视觉系统具备高精度模式识别功能。相关成果以“Tin Doping Induced High-Performance Ga2O3 Photosensor Towards Neuromorphic Visual System”为题，发表在国际期刊Advanced Functional Materials 《先进功能材料》上，李鹏副教授和单旋宇博士后为第一作者，林亚副教授、马剑钢教授和徐海阳教授为通讯作者。
图2. 锡掺氧化镓光探测器基神经形态视觉系统及其图像感知、记忆和处理功能
相关论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202314156
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202303584