近日，電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院巫江教授團(tuán)隊(duì)在《應(yīng)用物理快報(bào)》（Applied Physics Letters）雜志上發(fā)表題為“Ytterbium Dopant-Manipulated Neuromorphic Behavior for Wavelength-Dependent Dual-Modal Photodetection”的研究論文，并被選取為期刊亮點(diǎn)封面，對(duì)新一代多模式光電器件設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)新思路。基礎(chǔ)與前沿研究院博士后Sadeq Abbasi為論文第一作者，任翱博研究員和沈凱副研究員為共同通訊作者，電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院為論文第一單位。

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隨著人工智能向自主和自適應(yīng)決策方向發(fā)展，神經(jīng)形態(tài)硬件已成為傳感與低功耗信息處理等下一代技術(shù)的關(guān)鍵。金屬鹵化物鈣鈦礦因其可調(diào)的離子-電子行為及動(dòng)態(tài)陷阱態(tài)承載能力，在神經(jīng)形態(tài)光電子學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。然而，由于鈣鈦礦材料的載流子弛豫速度過快以及陷阱動(dòng)力學(xué)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的神經(jīng)形態(tài)響應(yīng)，尤其是實(shí)現(xiàn)光電探測(cè)機(jī)制與神經(jīng)形態(tài)行為之間的模式融合更是一個(gè)挑戰(zhàn)。

研究團(tuán)隊(duì)提出一種基于鐿摻雜技術(shù)的波長調(diào)控的雙模式鈣鈦礦光電探測(cè)器，將傳統(tǒng)傳感功能與新型神經(jīng)響應(yīng)集成于單一平臺(tái)。通過精準(zhǔn)調(diào)控?fù)诫s濃度，優(yōu)化了材料的結(jié)晶度、載流子傳輸效率及電荷動(dòng)態(tài)特性。該器件在近紅外光波段呈現(xiàn)類似神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的自適應(yīng)響應(yīng)特性，同時(shí)在可見光波段保持了傳統(tǒng)光電探測(cè)能力。該成果展現(xiàn)了鐿摻雜技術(shù)在構(gòu)建智能光電子器件方面的潛力，為未來神經(jīng)形態(tài)計(jì)算與視覺傳感應(yīng)用提供了重要技術(shù)支撐。

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研究工作受到了國家自然科學(xué)基金和四川省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0295378