南开新闻网讯（通讯员 张艳）近日，南开大学张杨教授团队在光电融合类脑计算研究领域取得重要进展，成功构建一种基于非易失电光效应的铁电光学忆阻器。相关成果以“基于非易失电光效应的铁电光学忆阻器 (Ferroelectric Optical Memristors Enabled by Non-Volatile Electro-Optic Effect)为题，发表在国际知名期刊Advanced Materials(《先进材料》) 上。
光电融合类脑计算结合光与电优势，利用光的高速并行特性实现数据快速传输与处理，降低数据传输延迟；借助电子的精确控制与存储能力，实现复杂逻辑运算和信息存储。这种融合能突破传统计算架构限制，大幅提升计算速度与能效，满足人工智能、大数据等领域对高性能计算的需求。光学忆阻器是推动光电融合类脑计算发展的关键基础器件。光学忆阻器具有高能效、低串扰和并行处理等优点。在光电融合类脑计算中，可利用光的高速、高带宽特性和忆阻器的记忆特性，实现高速、高效的并行计算，提升计算速度和能效。
研究团队另辟蹊径，将研究重点聚焦于弛豫型铁电单晶材料PMN-PT。通过深入研究与探索，提出了一种通过对铁电畴进行精确操纵，以实现多级亚稳极化和去极化的方法。基于此方法，研究团队进一步提出了一条切实可行的技术路径，该路径能够完全实现非易失性铁电光学忆阻器。此忆阻器具备独特优势，仅对光相位进行调制，并且无需静态功耗，同时具有确定性和可重复的非易失多级电光状态。该研究成果为铁电材料在光电器件领域的应用开辟了全新的途径，为未来开发更多基于铁电材料的新型光学功能器件提供了可能。
图1. 基于非易失电光效应的铁电光学忆阻器。
本研究研发的光学忆阻器具有低功耗、非易失性等优点，能够有效降低光电类脑计算系统的数据存储和处理能耗。其高速的光相位调制能力可实现数据的快速传输与处理，有助于提升计算速度，满足光电类脑计算对高性能、低能耗的需求，推动其在人工智能等领域的实际应用
本论文南开大学为第一完成单位，南开大学博士研究生温溢洋为论文第一作者，南开大学张杨教授、北京邮电大学吴真平教授和上海交通大学杜江兵教授为论文共同通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金重点项目和面上项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202417658
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