近日，湖北工业大学理学院Jeongmin Hong教授团队与忆阻器之父、加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系蔡少棠教授展开国际合作，在神经形态器件精准模拟生物痛觉感知方面取得重要进展，Jeongmin Hong教授团队的青年教师宋兴娟作为第一作者在《ACS Nano》(自然指数期刊，中科院一区top期刊，影响因子16)上以“Ultrahigh Sensitive Human Inspired Neurons for Artificial Nociceptor Systems”为题发表封面论文。
利用神经形态器件模仿人脑功能是开发仿生电子系统的一项关键突破。人体的躯体感觉系统提供了关键的环境信息，并促使我们对有害刺激做出反应，赋予了我们良好的适应能力。然而，目前的传感技术常常在灵敏度、动态响应和集成方面面临挑战。
Jeongmin Hong教授团队在这项工作中展示了一种基于Pt/BaTiO₃(BTO)/HfO₂/TiN结构的超高灵敏度跨模态伤害感知系统。该器件能够检测并处理触觉和视觉刺激中的微小变化。其优异性能主要归功于在HfO₂功能层内引入了BTO中间层。BTO层中丰富的氧空位能够精确控制BTO/HfO₂忆阻器中导电丝的形成和断裂，从而使器件表现出具有超高灵敏度的伤害感受器特性。它展示了阈值响应、无适应性、弛豫和增敏等关键特征，即使刺激有轻微增加也能触发显著的响应。此外，将BTO/HfO₂传感器集成到一个跨模态系统中还能够模拟视觉、触觉和痛觉感知，凸显了其在先进人机交互应用中的潜力。
[文章链接]
Xingjuan Song, Yi Sun, Bin Ren, Wenxuan Xu, Jingping Xu, Lu Liu, Jinxia Xu, Leon Chua, Rui Su*, Jeongmin Hong*, and Cong Ye*. Ultrahigh Sensitive Human Inspired Neurons for Artificial Nociceptor Systems. ACS Nano 2025, 19, 37, 33335-33345
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c09330
责任编辑：陈凌
