在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，全社會(huì)信息量呈爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)高效能計(jì)算機(jī)提出了迫切需求。然而，在傳統(tǒng)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)中，存儲(chǔ)器和處理器分立存在，二者之間的數(shù)據(jù)交換過(guò)程嚴(yán)重限制了計(jì)算機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，被稱為“馮·諾依曼瓶頸”。為突破這一瓶頸，迫切需要研發(fā)具有“存算一體化”功能的新型電子器件，如存儲(chǔ)器內(nèi)邏輯器件和類腦神經(jīng)形態(tài)器件。另一方面，相比于電信號(hào)，光信號(hào)具有速度快、帶寬高、抗串?dāng)_等潛在優(yōu)勢(shì)，并且能夠感知周圍環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳感和處理功能集成。因此，發(fā)展新型“存算一體化”光電器件，對(duì)突破“馮·諾依曼瓶頸”和構(gòu)建高效能計(jì)算機(jī)具有重要意義。 o8w-$ Qb  
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近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院磁性材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所）李潤(rùn)偉研究團(tuán)隊(duì)圍繞新型“存算一體化”光電器件開(kāi)展了系列研究工作。首先，選用光敏半導(dǎo)體CeO_2-x，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)為Al/AlO_y/CeO_2-x的“金屬/絕緣體/半導(dǎo)體”異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)其具有電場(chǎng)可擦除的持續(xù)光電導(dǎo)效應(yīng)。利用該效應(yīng)對(duì)光脈沖頻率、強(qiáng)度和數(shù)目的高靈敏特性，在單一器件實(shí)現(xiàn)了光信息解碼、計(jì)數(shù)與存儲(chǔ)功能的集成（Adv. Mater.2015, 27, 2797-2803）。在此基礎(chǔ)上，將光和電脈沖作為輸入邏輯信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了可重構(gòu)的非易失“與”和“或”邏輯門，并展示了其在非易失圖像處理方面的廣闊應(yīng)用前景（ACS Nano 2017, 11, 11298-11305）。 LTg?5GwD\j  
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最近，副研究員高雙等人進(jìn)一步簡(jiǎn)化器件結(jié)構(gòu)，選用高功函數(shù)的透明導(dǎo)電氧化物ITO和表面缺陷態(tài)豐富的半導(dǎo)體氧化物Nb:SrTiO₃，構(gòu)建了ITO/Nb:SrTiO₃全氧化物肖特基異質(zhì)結(jié)。測(cè)試結(jié)果表明，在整個(gè)可見(jiàn)光范圍，該異質(zhì)結(jié)都具有部分易失的光響應(yīng)特性，且響應(yīng)效率隨光波長(zhǎng)變短而增強(qiáng)。在脈沖光激勵(lì)下，該異質(zhì)結(jié)對(duì)響應(yīng)結(jié)果具有神經(jīng)形態(tài)處理特性，表現(xiàn)出神經(jīng)突觸的雙峰易化、短/長(zhǎng)時(shí)程記憶、經(jīng)驗(yàn)式學(xué)習(xí)行為等特性。更重要的是，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，外電場(chǎng)可顯著調(diào)控該異質(zhì)結(jié)的光響應(yīng)效率，正、負(fù)電壓分別引起增強(qiáng)和抑制效果。深入研究表明，光信號(hào)主要激發(fā)異質(zhì)結(jié)界面的缺陷態(tài)，而電信號(hào)則主要通過(guò)驅(qū)動(dòng)氧離子遷移實(shí)現(xiàn)界面缺陷態(tài)的密度調(diào)控，兩者協(xié)同調(diào)節(jié)界面肖特基勢(shì)壘的高度和寬度，從而獲得可電調(diào)控的光響應(yīng)效率。基于此，將光和電分別作為激勵(lì)和調(diào)制信號(hào)，很好地實(shí)現(xiàn)了興趣等因素調(diào)制的人類視覺(jué)記憶功能模擬。相關(guān)結(jié)果為構(gòu)建智能光電芯片和發(fā)展高效能計(jì)算機(jī)提供了材料和技術(shù)儲(chǔ)備，近日發(fā)表在ACS Nano期刊上（An Oxide Schottky Junction Artificial Optoelectronic Synapse），并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利1項(xiàng)（一種光激勵(lì)的神經(jīng)突觸仿生憶阻器及其制備方法，201811292353.8）。 Rb{+Ki  
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上述工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及寧波市自然科學(xué)基金等的資助。 MNkKy(Za  
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