近年来，随着大数据、互联网和人工智能的快速发展，对数据处理的速度和效率有更高的要求。人脑具有以超低能耗处理海量数据的卓越能力，它可以通过密集协调的突触和神经元网络同时存储、整合和处理信息。受人脑的启发，人工突触器件应运而生，并因具有同时处理和记忆数据的能力而受到广泛关注，有望成为下一代计算系统中不可或缺的核心元器件。

另一方面，纳米线表面积/体积比大，(Al,Ga)N（铝镓氮）材料的直接带隙连续可调，而且稳定性非常高。此外，高能耗是目前突触器件的关键问题之一。因此，(Al,Ga)N纳米线能否作为一种理想的候选材料用于制备人工突触器件，模拟生物突触的特性并有效降低能耗，是值得研究的问题。

南京邮电大学的黄勇林团队与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的陆书龙团队合作，通过分子束外延技术和纳米器件工艺的研发，基于单根(Al,Ga)N纳米线成功制备了可光刺激的人工突触器件。该人工突触器件可以在紫外光刺激下模拟生物突触的多种功能，包括成对脉冲促进、尖峰时序可塑性和记忆能力。由于单根(Al,Ga)N纳米线的尺寸极小，可以大幅降低突触器件响应能耗，单次脉冲能耗可降低至5.58×10^-13 J。经过高温高湿老化实验的验证，该人工突触器件稳定性好，寿命高达数年。同时根据器件的电导数据，模拟的三层神经网络仅经过10个训练周期后识别率就能达到 92%。

所以，基于单根(Al,Ga)N纳米线的人工突触器件，不仅能够模拟生物突触的多种功能，而且稳定性高，能耗很低，有助于促进超低能耗的视觉神经形态计算技术和人工智能系统的发展。

作为人脑神经系统中连接相邻神经元的关键单元，生物突触在传递信息方面发挥着重要作用。此工作所制备的人工突触器件，是采用单根(Al,Ga)N纳米线模拟单个生物突触的多种功能，同时极小的体积也有利于大幅降低能耗。

顾修硕，南京邮电大学硕士研究生，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所联合培养研究生。主要从事氮化物光电器件的研究，申请国际发明专利1项。

周敏，中国科学技术大学博士研究生。主要从事低维氮化物半导体材料与光电器件的研究，作为（共同）第一作者在Nano Research, Photonics Research, APL photonics, Energy technology等国际知名学术期刊上发表/录用论文6篇，申请含国际专利的多项发明专利。

赵宇坤，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所副研究员，特聘骨干，中国科学技术大学硕士生导师，Wiley系列期刊Brain-X的青年编委。本硕博就读于西安交通大学，曾在英国利物浦大学和德国PDI电子研究所留学。主要专注于新型宽禁带半导体材料与光电器件的研究，包括可穿戴传感器、自驱动透明器件、微型类脑芯片等。作为负责人主持/完成省部级以上科研项目约10项，包括国家自然科学基金面上和青年项目，中国科学院从0到1原始创新项目等；近2年来（2021年起），作为通讯作者在Nano Energy、Nano Research、Photonics Research、ACS Photonics、Fundamental Research、APL Photonics等国际知名学术期刊上发表/录用论文约20篇；已授权国际发明专利1项，国内专利近10项。

个人简历：http://yjsb.sinano.ac.cn/Mastersd/info.aspx?itemid=1193。

黄勇林，南京邮电大学教授、硕士生导师。2003年获南开大学博士学位，从事光电子学和光通信技术的教学和科研工作20多年，主要研究光滤波器、光分插复用器等光电子器件。

Gu X, Zhou M, Zhao Y, et al. Realize ultralow-energy-consumption photo-synaptic device based on a single (Al,Ga)N nanowire for neuromorphic computing. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-023-6069-0