全球首款全光谱可编程光控忆阻器，科创合作研制！​

在科技飞速发展的当下，随着摩尔定律的逐渐逼近极限，冯・诺依曼架构的瓶颈愈发凸显，如何构建高速、低功耗的存算一体化系统，成为光学与电子领域亟待攻克的关键难题。就在近日，一项振奋人心的科研成果横空出世 —— 全球首款全光谱可编程光控忆阻器成功诞生。这一创新突破源自沙特阿卜杜拉国王科技大学张西祥教授团队与浙江大学薛飞教授团队的紧密携手、联合攻关，相关研究成果更是荣登全球顶级期刊《Nature Nanotechnology》，为神经形态计算领域开启了全新的发展篇章。

突破传统限制，开辟全光谱响应新路径

长久以来，传统光控忆阻器一直饱受光谱限制的困扰，其响应范围极为狭窄，极大地束缚了相关技术的进一步拓展与应用。而此次全新推出的全光谱可编程光控忆阻器，宛如一把利剑，成功斩断了这一枷锁。该忆阻器巧妙采用氮化硼（hBN）和硅（Si）异质结构，实现了从紫外至近红外波段（375 - 1064nm）的全光谱响应。这一突破性进展堪称意义非凡，相较于现有技术，其波长响应范围大幅拓宽了 400% ，犹如为未来光学神经形态计算的前行之路点亮了一盏明灯，奠定了极为坚实的基础。从此，光控忆阻器不再局限于特定波长的 “小天地”，而是能够在更广阔的光谱范围内大显身手，为诸多复杂场景下的应用提供了无限可能。

三态灵活切换，模拟生物记忆功能

这款光控忆阻器的卓越之处不仅体现在光谱响应上，其在功能模式方面同样取得了重大突破，具备了极为独特的三态可切换光控记忆功能。当处于低功率激光照射时，器件能够迅速激活瞬态记忆，宛如模拟生物神经元的短期记忆一般，对信息进行短暂留存与快速处理；而当切换至高功率激光时，又能瞬间形成长期稳定记忆，将重要信息牢牢锁定，实现信息的永久存储。更为惊艳的是，仅需单波长激光，即可轻松完成模式重构，赋予了设备无与伦比的灵活性和适应性。这一特性使得该忆阻器在不同应用场景下都能游刃有余，无论是需要快速处理海量临时数据，还是对关键信息进行长期可靠保存，它都能完美胜任，宛如一个具备智慧的 “记忆大师”。

极端环境验证，展现卓越稳定性

在实际应用中，器件的稳定性与可靠性至关重要，尤其是在一些极端环境下。而这款全光谱可编程光控忆阻器在这方面堪称表现卓越。实验数据显示，它能够在高达 300℃的高温环境下连续运行 106 次，期间性能始终保持稳定，毫无衰减迹象；同时，其数据保持时间超过 40,000 秒，展现出了强大的抗干扰能力和数据存储持久性。此外，该忆阻器还支持 4 英寸晶圆级均匀制备，且器件尺寸能够精确控制至 500nm ，这为其大规模生产与应用提供了坚实保障，意味着未来能够以更低的成本、更高的效率实现量产，加速相关技术在各个领域的普及。

从技术创新角度深入剖析，此次合作成果具有多重关键创新点。在材料制备方面，团队创新性地运用 250℃低温等离子体沉积技术，成功在 4 英寸硅基板上制备出均匀且质量上乘的氮化硼薄膜。这一工艺革新意义重大，不仅突破了传统高温工艺的重重限制，还实现了与现有半导体生产线工艺的无缝兼容，为后续大规模产业化生产铺平了道路。在工作机制研究上，团队首次从量子层面深入揭示了其光控记忆模式调控机制，发现氢离子与光电子的协同作用能够大幅降低质子迁移能垒（较常规材料降低 67%），这一理论突破为进一步优化器件性能提供了坚实的理论依据，让后续的研发工作有了更为明确的方向。

展望未来，随着这款全光谱可编程光控忆阻器技术的不断成熟与完善，其应用前景将无比广阔。在智能视觉领域，它有望助力实现光传感、数据存储与实时处理的高度集成，推动仿生视觉芯片的研发迈向新高度，让机器视觉更加接近甚至超越人类视觉水平，为自动驾驶、智能监控、机器人视觉等众多场景带来革命性变革。在边缘计算领域，凭借其高效的存算一体化特性，能够极大地提升设备在本地处理数据的能力，减少数据传输延迟，提高系统响应速度，为物联网设备、移动终端等提供更强大的计算支持。可以预见，在不久的将来，这款凝聚着科研团队智慧与心血的创新器件，将如同星星之火，在诸多领域引发燎原之势，为推动科技进步与社会发展注入强大动力。

审核编辑 黄宇