基于双刺激响应非晶氧化镓/氧化锌异质结纳米线阵列的人工光电突触，用于模拟视觉伤害感受器可塑性

本研究针对单突触器件难以响应双刺激的挑战，开发了一种基于非晶GaOx/ZnO异质结纳米线阵列的柔性光电突触器件（FOSD），实现了光与机械刺激的同步感知与编码，并在宽温区（220-380 K）展现出稳定的非易失性突触行为，成功应用于彩色模式特征提取（手写数字识别准确率达90.32%）和仿生视觉伤害感受器模拟，为多模态感知集成与神经形态计算提供了新范式。

　　

受视网膜启发的传感-记忆-处理一体化突触器件，已成为模拟视觉功能与构建高效神经形态计算系统的前沿方向。然而，传统单突触器件难以同时响应多种传感输入（例如光与机械刺激）。本研究提出了一种基于非晶氧化镓（a-GaO_x）/氧化锌（ZnO）异质结纳米线阵列的柔性光电突触器件（flexible optoelectronic synaptic device, FOSD），能够将光学与力学信号同步感知并编码为可编程的突触可塑性。该器件在低温（220 K）至高温（380 K）范围内均表现出稳定的非易失性突触特性，确保了视觉感知-学习-记忆功能的鲁棒性。FOSD对红绿蓝（RGB）三色光具有显著的光谱区分能力，可实现对混合彩色图案的特征提取，并将手写数字识别准确率提升至90.32%。通过光-机械协同刺激策略，该器件展现出应变敏感的突触可塑性，为模拟多场景自适应突触活动提供了基础模块。基于双刺激响应FOSD构建的仿生视觉伤害感受器，实现了关键特性（包括阈值、敏化、脱敏与非适应性）的创新调控，为开发逼真的伤害感知系统奠定了基础。本研究为双传感集成突触器件的设计提供了指导，并为面向环境自适应的人工视觉伤害感知系统建立了可操作的框架。