在科技探索的前沿，一项突破性的成果正引领神经形态计算领域迈向新高度。近日，沙特阿卜杜拉国王科技大学与浙江大学的研究团队携手，成功研发出全球首款全光谱可编程光控忆阻器，这一创新成果在国际权威期刊Nature Nanotechnology上发表，引起了广泛关注。
这款光控忆阻器的问世，标志着三大颠覆性创新的实现。首先，它突破了传统光控忆阻器的光谱限制，采用氮化硼（hBN）和硅（Si）的异质结构，实现了从紫外到近红外波段（375-1064nm）的全光谱响应，波长响应范围较现有技术拓宽了400%。这一突破为光学神经形态计算的未来发展奠定了坚实基础。
其次，该器件具备独特的三态可切换光控记忆功能。在低功率激光照射下，它能够模拟生物神经元的短期记忆，实现瞬态记忆的激活；而在高功率激光下，则可形成长期稳定记忆，实现信息的永久存储。仅需单波长激光即可完成模式重构，赋予设备更高的灵活性和适应性。
再者，这款光控忆阻器在极端环境下展现出卓越的稳定性与可靠性。在300℃高温下，它能连续运行106次且性能无衰减，保持时间超过40,000秒。同时，该器件支持4英寸晶圆级均匀制备，尺寸可精确控制至500nm，为大规模应用提供了可能。
研究团队详细解析了这款全球首款hBN/Si光控忆阻器阵列的结构设计与制备工艺，包括低温PECVD生长hBN薄膜、界面表征、4英寸晶圆实物及多维度制备细节验证。他们还展示了光控忆阻器的多模式电学特性与性能验证图，包括在不同光照/黑暗条件下的电阻切换行为、超长时间的稳定存储以及阵列光写入图案等。
这款光控忆阻器的另一大亮点是其全光谱响应能力。研究团队通过5种激光波长验证了其超宽带响应，覆盖人眼可见光及部分红外波段。与其他材料相比，该器件在光耦合开关比与响应波长范围上均处于全球领先地位。
在原理验证方面，研究团队展示了光编程实现忆阻器多态记忆训练的过程。通过弱光与强光下的脉冲切换行为，以及读取时低电压稳定识别“长期记忆”的特性，该器件完美模拟了人脑神经突触的“短期→长期记忆”转化过程。这一成果不仅突破了光控忆阻器的性能瓶颈，也为下一代光学神经形态硬件的实现提供了强有力的技术支持。
随着这一技术的不断成熟，光控忆阻器有望在智能视觉、边缘计算等领域发挥重要作用。在更加复杂和多变的环境中，它将能够执行实时数据处理、信息存储等任务，助力人工智能和神经形态计算的进一步发展。
