主要观点总结
该文章介绍了一种基于ReS 2 /h-BN/石墨烯异质结构的光电突触器件，实现了高精度多位突触权重与超低能耗。该器件成功模拟了光电调控的突触可塑性，具有仿生联想学习、可重构逻辑功能及可靠数据通信的能力。在色觉测试板模式识别任务中实现高准确率，为高能效、高精度神经形态计算的发展开辟了新的路径。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
神经形态计算受生物神经结构启发，旨在缓解传统计算架构中的瓶颈。研究人工突触器件是实现神经形态计算的关键，其中光电突触是最具前景的候选器件之一。
关键观点2: 成果介绍
基于ReS 2 /h-BN/石墨烯异质结构的光电突触器件实现了1024级的高精度光学突触权重，单脉冲能耗低至500 fJ。该器件成功模拟了多种突触功能，并在色觉测试板识别任务中表现出高识别率。
关键观点3: 研究方法
该研究通过构建OEFGT光电突触器件，利用ReS 2 的强光吸收、高载流子迁移率及不随层数变化的直接带隙特性，结合优化光源参数，实现了高精度光学突触权重。
关键观点4: 实验数据与成果
实验数据展示了该光电突触器件的存储性能、可塑性、联想学习能力、可重构逻辑功能以及光电神经网络的识别能力，证实了其高能效和准确性。
关键观点5: 总结与展望
该研究成功制备了具有突破性光学突触权重的OEFGT光电突触器件，为高能效、高精度神经形态计算的发展开辟了新路径。
正文
2
）/h-BN/Gra等vdW异质结构的OEFGT。这些器件通过光脉冲实现兴奋性突触、电脉冲触发抑制性突触，成功模拟了多种突触功能并完成模式识别任务，但其光学突触权重精度仍受限。
提升光学突触权重精度对降低功耗、优化模式识别学习效率至关重要。光学权重位数与二维材料的载流子俘获/释放特性及带隙结构直接相关。ReS
2
具有强光吸收、高载流子迁移率及不随层数变化的直接带隙特性，是OEFGT的理想沟道材料。通过选择ReS
2
作为沟道材料并优化光源参数（波长、功率、脉冲频率等），有望实现高精度多位光学突触权重。
【成果介绍】
鉴于此，
天津大学武恩秀副研究员，北京航空航天大学潘曹峰教授，青岛大学范双青副教授，天津工业大学解媛讲师合作发表了题为
“High-Precision Multibit Opto-Electronic Synapses Based on ReS
2
/h-BN/Graphene Heterostructure for Energy-Efficient and High-Accuracy Neuromorphic Computing”的论文在Advanced Functional Materials期刊上。该工作基于ReS
2
/h-BN/Gra vdW异质结构构建了OEFGT光电突触，实现了1024级（10比特）的高精度光学突触权重——这是目前二维vdW异质结构OEFGT报道的最高值。该超强存储能力使单脉冲能耗低至500 fJ，并成功模拟了电/光脉冲配对易化（Paired-pulse facilitation, PPF）、电脉冲配对抑制（Paired-pulse depression， PPD）、电/光脉冲时序依赖可塑性（Spike-timing-dependent plasticity, STDP）等突触功能，以及巴甫洛夫条件反射、灵长类联想学习、“AND/OR/NIMP”可重构逻辑运算。在色觉测试板识别任务中，光电神经网络经200次学习周期后识别准确率达98.8%。这项工作为新一代高能效AI硬件、神经形态处理器和人工视觉感知系统的发展提供了思路。
【图文导读】
图1. 器件结构、存储性能与存储机制。a) ReS
2
/h-BN/石墨烯异质结构示意图；b) 光学显微镜图像。c) 存储窗口随栅极电压最大值V
gs, max
的变化关系；d) 施加
±
40 V、1 ms脉冲后的非易失性存储保持特性与耐久性测试；e) 电编程/擦除过程中的能带示意图；f) 光擦除过程中的能带示意图
图2. 电突触的可塑性。a) 电脉冲驱动的突触晶体管示意图；b) 突触后电流（PSC）随电压幅值（-15至-40 V，1 ms）变化的突触幅度依赖可塑性（SADP），以及随脉冲宽度（100 ns至10 ms，-20 V）变化的突触宽度依赖可塑性（SWDP）；c) PPF指数与脉冲间隔
ΔT
的关系；d) PPD指数与
ΔT
的关系；e) PSC随脉冲次数（10秒内10-100次）变化的突触频率依赖可塑性（SFDP，-10 V，1 ms），以及随脉冲数（1-10次）变化的突触数量依赖可塑性（SNDP，-10 V，1 ms，1 Hz）；f) 通过电编程（-4.5 V，10 ms，1 Hz）和擦除（9 V，10 ms，1 Hz）实现的长时程增强（LTP）与长时程抑制（LTD）
