来源：首都师范大学新闻网

    近日，我校物理系教授张存林、周庆莉团队与中国科学院物理研究所院士金奎娟、研究员葛琛团队合作的重要研究成果《受视网膜启发的铋基太赫兹光子神经形态器件》（Retina-Inspired Bi-Based Terahertz Photonic Neuromorphic Devices）发表在国际顶级期刊《先进科学》（Advanced Science，IF：14.1，中科院一区Top）。首都师范大学为该论文的第一单位，周庆莉与葛琛为共同通讯作者, 首都师范大学师资博士后张朴婧与中科院物理研究所博士生解东港为论文共同第一作者。该研究首次提出基于铋材料的太赫兹神经形态器件，成功模拟了人类视网膜在复杂多场景下的光强适应与信息处理功能，为拓展超越人类视觉光谱极限的智能感知硬件提供了全新范式。

    人类视网膜是视觉系统的核心感官元件，可高效提取复杂环境中的关键特征信息。近年来紫外、可见光和红外波段的仿生器件发展迅速，但在具有高生物安全性的太赫兹波段，由于突触权重的定义与调控机制尚不明确，太赫兹神经形态器件的研究此前尚属空白。同时，传统的光电突触器件通常运行在秒或毫秒量级，难以模拟生物感光细胞内部瞬态的超快反应。研究团队创新性地以二维铋（Bi）材料为核心，结合石墨烯（Gr）构建范德华异质结，成功研制出具备皮秒级短时可塑性的铋基太赫兹光子神经形态器件，并搭建太赫兹光学神经网络模拟视网膜功能。研究表明太赫兹光电响应可作为突触权重，通过增量光脉冲实现动态调制，形成简单高效、可连续调谐的可塑性调控方案。针对不同场景的视觉感知需求，通过能带对齐工程与基底效应协同调控光生载流子动力学，开发出三类适用于光照条件的视觉仿生器件，其目标识别准确率均可达96%。

    该研究首次提出太赫兹神经形态器件的概念与设计方法，阐明了异质结对太赫兹光电响应的调控规律及多场景视网膜仿生感知的核心机制，为太赫兹仿生感知等前沿领域提供了新的硬件方案与研究范式，推动二维材料在太赫兹光电子学领域的应用实现突破性进展。

    研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中国博士后科学基金等多项国家级、省部级项目的支持。依托于太赫兹光电子学教育部重点实验室，周庆莉及其团队在太赫兹功能器件方面取得了高水平的系列研究成果，在《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）、《纳米快报》（Nano Letters）等高影响力国际期刊发表多篇学术论文，受到了国内外同行广泛关注。

    近年来，物理系鼓励国际国内高质量合作，并在学科与专业建设、人才培养方面深耕细作，成效显著。今后物理系将继续紧扣学校发展目标，注重学科交叉融合，依托物理系太赫兹教育部及北京市重点实验室等科研平台，加强物理学学科建设，强化青年教师队伍培育，为提高我校整体科研水平及国际学术影响力继续努力。

    文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.75145