原標題：我科學(xué)家在類(lèi)腦芯片領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
【科技前沿】
日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊孫方穩課題組和國家同步輻射實(shí)驗室/核科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄒崇文課題組合作，制備了基于二氧化釩相變薄膜的類(lèi)腦神經(jīng)元器件，并利用金剛石中氮-空位色心作為固態(tài)自旋量子傳感器探測了神經(jīng)元突觸在外部刺激下的動(dòng)態(tài)連接，展示了類(lèi)腦神經(jīng)系統中多通道信號傳遞和處理過(guò)程。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國際期刊《科學(xué)進(jìn)展》上。
類(lèi)腦神經(jīng)元器件，即通常所說(shuō)的類(lèi)腦芯片，是指利用神經(jīng)形態(tài)器件去模擬人腦中的神經(jīng)元、突觸等基本功能，再進(jìn)一步將這些神經(jīng)形態(tài)器件聯(lián)結成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，以模擬“大腦”的信息處理和存儲等復雜功能。
二氧化釩作為典型的氧化物量子材料，在近室溫附近具有可逆的絕緣-金屬相變，是制備高開(kāi)關(guān)比突觸器件的理想材料。本研究中，課題組研究人員基于近十年二氧化釩的研究基礎，利用氧化物分子束外延設備克服了高純相結構的單晶二氧化釩薄膜的制備瓶頸，從而直接模擬了神經(jīng)元之間的突觸動(dòng)態(tài)連接過(guò)程。
此外，對于神經(jīng)元突觸單元之間的動(dòng)態(tài)連接過(guò)程，實(shí)驗人員創(chuàng )新性利用金剛石中氮-空位色心進(jìn)行量子傳感成像，清晰揭示了基于二氧化釩類(lèi)腦神經(jīng)系統中多通道信號處理和傳導途徑與外在刺激之間的關(guān)聯(lián)，為構筑大規模人工突觸分層組織和神經(jīng)形態(tài)結構提供了直接的實(shí)驗依據。（丁一鳴）
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