近日，我院熊元强副教授以重庆师范大学为第一单位在材料科学领域著名学术期刊《ACS Applied Materials &Interfaces》（JCR Q1，中科院二区TOP，IF=8.3 ）上发表题为“Barrier Polarity Reversal Based on Interfacial Modification of Au Nanoparticles for Nonvolatile Multilevel Memory and Optoelectronic Synapses”的最新研究成果，2022级硕士研究生唐洁为第一作者，熊元强副教授为通讯作者。
光电突触器件集成了光感知与信息处理的功能，以其优异的信号传输速度、高带宽、低串扰和低功耗等优点，成为了实现视觉神经形态计算技术的新兴功能器件。然而瞬态光触发响应特性通常导致不稳定的存储器保持时间和受限的电流响应范围，对神经网络系统的开发和实际应用构成重大挑战。
该项研究成果报道了一种两端垂直型光电器件，基于Au NPs的界面修饰，显著地增强了界面处的肖特基势垒高度。同时Au NPs作为电荷捕获层，通过光场作用对势垒进行灵敏且大规模的调制，从而实现器件的势垒极性的非易失性反转。这种创新的方法实现了具有超大开/关比（~104）和超过12000 s的优异保持能力的可控多级数据存储。此外，该器件模拟了基本的突触功能，并在视觉弱信号感知和图像记忆方面展示了个潜在的应用价值。这项研究介绍了肖特基势垒极性控制的机制，并提出了一个有前途的战略，为未来的高性能集成器件和光电突触元件的发展。
图1为器件势垒极性反转现象的数据原理分析
图2为器件优异多级数据存储性能
图3为器件突触功能的模拟应用
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.4c11926
