近日，我校上海市智能感知与检测技术重点实验室智能传感团队在二维有机薄膜忆阻器神经形态计算领域取得重要进展，相关研究成果先后发表于国产期刊InfoMat（中国科学院一区TOP，IF=22.7）和Cell Press旗下期刊Cell Reports Physical Science。

人工视觉神经系统通过整合图像感知、存储与计算功能，已成为突破冯·诺依曼瓶颈的潜力解决方案。基于现有光电忆阻器受限于需要特定波长或长时间输入才能维持稳定性能的缺陷，研究团队开发了一种苯并噻吩修饰的共价有机框架材料。该材料通过中等供电子基团（苯并三噻吩）和氧化还原活性基团（甲基三核铜）的有序限域分布，显著提升了甲基三核铜在低压（0.2V）氧化还原过程中的光电响应性能。快速的弛豫时间，结合电导的协同光电化学调制，即使在高速快门条件下，也能在短时间内有效地进行原位图像识别和存储，在弱光、浓雾及高频运动场景下实现识别精度的显著提升。该人工视觉神经系统经训练后，识别准确率从初始2种导电态时的7.1%跃升至87.1%。通过光电化学协同作用实现的50种导电状态使该器件的图像刷新率高达400Hz。这种构建策略与光电相互作用的协同效应，为开发能即时原位处理环境信息的光电神经形态计算元件提供了新路径。研究成果以“Donor-redox covalent organicframework-based memristors for visual neuromorphic system”为题发表于InfoMat上。化学学院博士研究生张琼珊为论文第一作者，上海市智能感知与检测技术重点实验室张斌教授为通讯作者。

人工突触器件的开发对于神经形态计算的发展至关重要，因为它旨在使用忆阻器等电子组件来模拟大脑的突触可塑性。传统的电子和光电器件面临着高能耗和硬件冗余等缺陷，全光子调制器件因其超快运行、无电互连功率损耗和高带宽而引起了广泛关注。研究团队通过界面聚合法合成了一种大面积二维高分子薄膜TAPB-DCA-2DP。这种二维高分子包含偶氮苯基团，其暴露于紫外光和蓝光条件下会发生反式-顺式异构化，从而赋予该材料光响应特性。基于该二维有机薄膜材料的全光忆阻器成功模拟了神经突触的关键功能，如成对脉冲促进/抑制和长期增强/抑制等。此外，全光忆阻器有效地执行了光学逻辑门和ASCⅡ码解密，并成功集成到新型边缘计算系统中，用于导电玻璃的损伤检测。该系统准确地对各种类型的损坏进行了分类，在卷积运算期间以32个电导状态下实现了98.03%的识别准确率。相关研究成果以“All-optical synaptic devicesutilizing 2D polymer film for logic operations and integrated edge computing”为题发表于Cell Reports Physical Science上。化学学院博士研究生李金勇为论文第一作者，上海市智能感知与检测技术重点实验室张斌教授、胡越副教授和轩福贞教授为共同通讯作者。

以上研究工作均以华东理工大学为唯一通讯单位，在上海市智能感知与检测技术重点实验室主任轩福贞教授的悉心指导下完成，并得到了国家自然科学基金创新群体项目、国家重点研发计划和上海教委协同创新建设项目等资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102570；https://doi.org/10.1002/inf2.70035