光控忆阻器实现神经形态视觉系统感知-存储-计算协同的新突破

来自某研究团队的研究人员针对神经形态视觉设备在光暗电阻比不足、瞬态光响应失配和挥发性存储特性等方面的挑战，开展了基于KNbO3的光控忆阻器研究。该器件通过光调制氧空位电荷动态重构导电细丝，实现了405–650 nm波段非易失性电阻切换、双模态暗态操作、切换比>102、耐久性6×106次、保持性>104 s、光暗电流比>102及自供电能力。在Jellyfish数据集及其低光照变体上分别达到96%和85%识别准确率，为仿生视觉芯片发展提供了理论支撑与技术路径。

　　

通过利用铌酸钾(KNbO₃)的独特性质，研究人员开发出一种新型光控忆阻器(Memristor)，其电阻切换行为源于光调制氧空位(oxygen vacancy)电荷控制的导电细丝动态重构。实验结果表明，该器件在405–650 nm可见光谱范围内表现出卓越的可重构电学特性：光触发非易失性(nonvolatile)电阻切换、双模态暗态操作、切换比>10²、耐久性达6×10⁶次循环、保持性超过10⁴秒、光暗电流比>10²，并具备自供电(self-powered)能力。增强的光暗电阻对比度显著提升了复杂光照环境下的视觉感知能力，而动态光响应与非易失存储的协同作用，有效平衡了瞬态信号处理与持久信息保留的需求。在集成感知-存储-计算任务中，该器件在标准Jellyfish数据集及其低光照变体上分别实现了96%和85%识别准确率，不仅证明了技术可行性，更为仿生视觉芯片(bioinspired vision chips)的发展提供了兼具理论基础与实践价值的解决方案。