何军、蒋杰Adv. Mater：类脑芯片光电子器件的最新研究成果

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中南大学物理与电子学院何军、蒋杰等人在国际顶级期刊Advance Materials杂志上发表了题为“Sub-10 nm Vertical Organic/Inorganic Hybrid Transistor for Pain-Perceptual and Sensitization-Regulated Nociceptor Emulation”的研究成果（2019，DOI: 10.1002/adma.201906171）。物理与电子学院2017级硕士研究生冯光迪为第一作者，物理与电子学院何军教授和蒋杰副教授、南京大学万青教授为该论文的共同通讯作者，中南大学为第一单位。

       具有疼痛感知伤害感受器(PPN)是识别有害刺激最基本感觉神经元，在现实世界中，它可以使人体准确感知异常和危险的情况并使人体做出适当的反应。此外，敏化可调的伤害感受器(SRN)可以使过度兴奋的中枢神经正常化，从而有效地帮助疼痛敏感的病人减少疼痛感觉。因此，利用新兴的纳米器件在硬件上实现PPN和SRN，可以使得智能光电设备根据不同的目的对外界刺激产生不同的敏感性，从而大大提高智能机器设备的效率。本研究中以海藻酸钠生物聚合物为栅介质，研制了一种垂直沟道仅为3 nm的可见光波段全透明In-Sn-O (ITO)晶体管。这一垂直结构的类脑神经晶体管不仅在超短沟道技术上取得了重要突破，而且该硬件装置还成功模拟了伤害感受器的疼痛阈值、对先前损伤的记忆、疼痛敏化/脱敏等重要特征。并通过巧妙地调节沟道厚度成功实现了SRN这一重要的痛觉神经功能。该器件可以为下一代人工智能纳米光电器件与系统的集成提供了广阔的发展前景。
      该研究工作得到了中南大学创新驱动基金、湖南省自然科学基金、中国博士后科学基金的资助和支持。同时特别感谢中南大学物理与电子学院高永立、牛冬梅团队在器件表面分析方面的支持；中南大学物理与电子学院阳军亮、刘标团队在器件第一性模拟方面的支持；中南大学物理与电子学院银凯老师在材料表征方面的支持；湖南大学机械与运载工程学院段辉高、陈艺勤团队在器件微纳加工方面的支持。


       何军，1974年生，芙蓉学者特聘教授，国家优秀青年基金获得者。中南大学物理与电子学院院长，湖南省超微结构与超快过程重点实验室副主任。中南大学升华学者，教育部新世纪优秀人才，2012年获得国家优秀青年科学基金、湖南省杰出青年科学基金，2013年荣获宝钢优秀教师奖。主要研究领域为半导体自旋电子学、超快非线性光学。作为负责人主持国家自然科学基金项目 2 项、省部级项目 4 项。在以Phys. Rev. Lett. 与 Nano Lett. 为代表的国际期刊发表 SCI 论文 59篇，SCI引用 800 余次，h-index 17。
      蒋杰 ，副教授。中南大学物理与电子学院双超所硕士生导师。男，1983年出生，湖南怀化人。湖南大学与中科院宁波材料所联合培养博士。曾先后在新加坡南洋理工大学电子工程系、美国奥本大学物理系从事博后科研工作。研究方向为半导体电子器件。目前已在《Small》、《ACS Applied Materials & Interface》、《Nanoscale》、《Applied Physics Letters》、《IEEE Electron Device Letters 》等国际权威SCI 杂志上以第一作者和通讯作者身份发表学术论文31篇（其中第一作者18篇，通讯作者13篇）。研究成果多次被《Nature Asia Materials》、《Material Views-China》等国际传媒作为“Research Highlight” 新闻报道。
       万青，男，国家杰出青年基金获得者，1976年8月出生，南京大学电子科学与工程学院教授/博士生导师。1998年本科毕业于浙江大学材料系，2004年在科学院上海微系统所获微电子学博士学位，之后在英国剑桥大学、美国密西根大学从事博士后科研工作，2013年4月加盟南京大学电子工程学院。主要从事氧化物半导体及其新概念器件研究，代表科研成果有：1）成功研制了氧化物半导体纳米线气体传感器，实现了亚 ppm乙醇的灵敏探测，单篇论文被SCI他引1500余次，并被《Nature China》作了“Highlight”报道。2）在磷掺杂纳米SiO2质子导体膜中观测到了巨大双电层电容，并研制了一系列氧化物突触、神经元晶体管，实现了生物突触/神经元记忆、学习和逻辑运算的仿生。以第一作者或通讯作者身份在Nature Communications、Nano Letters、Advanced Materials、IEEE Electron Device Letters和Appl. Phys. Letts.等著名杂志发表SCI论文180多篇，累计SCI他引7500余次。先后荣获科学院院长特别奖、全国百篇优秀博士论文、浙江省科技一等奖（个人排名第1），高等学校自然科学一等奖（个人排名第2）、中国青年科技奖、万人计划（青年拔尖、科技领军）人才、国家杰出青年基金。