光子突触

其中，利用光信号高带宽、快速传输、低能耗的优势，结合有机半导体材料柔性、可溶液加工及适于大面积制造的特点，基于有机光晶体管的光子突触器件近年来备受关注。

受此启发，图1c展示了基于有机光晶体管的人工光子突触器件结构：其中，光信号扮演了“刺激”的角色，源/漏电极分别对应突触前膜与突触后膜，而导电沟道中的电流则模拟了神经递质传递的信息。

研究者展示了基于三元异质结构的光子突触器件，其具有波长依赖和刺激时刻依赖两种并行突触特性，实现了83.3%的人脸识别率，并在49天测试和1000次弯曲后保持稳定性能。

研究者通过将钙钛矿、量子点、纳米纤维、碳纳米管等纳米材料与高性能有机半导体复合，构建了有机-无机杂化异质结，实现了低能耗、高性能的光子突触器件。

II有机光子突触功能半导体层材料介绍

近年来，应用于有机光子突触的功能有机半导体材料主要分为三大类：单组分半导体材料、体异质结和平面异质结。

IV有机光晶体管光子突触的前沿应用与进展

图2总结了近年来报道的基于有机光晶体管的光子突触中使用的各种有源层有机半导体材料，包括沟道层和光敏层。

在基于有机光晶体管的光子突触中，沟道中的载流子被视为信息的载体，信息的写入或擦除可通过前文所述的正、负光电导过程实现。

基于有机光晶体管的光子突触，因融合了光信号的高带宽、低功耗优势与有机半导体的柔性、可溶液加工特性，在构建高效人工视觉系统方面展现出巨大潜力。

本文系统综述了近年来基于有机光晶体管的光子突触在材料体系、工作机制及应用领域的研究进展。

目前，基于有机光晶体管的光子突触已发展出单组分、体异质结和平面异质结三大材料体系，为模拟突触可塑性奠定了坚实基础。

回到光子突触这一边，2023年，Xie等人构建了基于C8-BTBT/InGaAs和PC61BM/InGaAs的有机-无机异质结光子突触，利用不同有机材料的主导载流子差异，在紫外至可见光范围内实现了可调的正负光电导响应，并基于4×4器件阵列模拟人眼视觉处理，将图像分类准确率从51%提升至100%(图10a)。

图3是基于有机异质结的光子突触分别对a紫外光，b红外光以及c可见光的识别和记忆行为展示。

具体而言，通过正负光电导的协同调控，光子突触可以实现突触权重的动态增强与抑制，这正是构建具备学习与记忆能力的类脑系统的基础。

本文首先阐述了有机光晶体管光子突触的运行原理，介绍了兴奋/抑制性突触后电流、突触可塑性等关键性能参数，并系统梳理了有源层材料(包括有机小分子、聚合物及其与量子点/钙钛矿的杂化体系)的演进与设计策略。

另有研究构建了有机全光子突触仿生眼系统，首次实现感测、记忆、处理及光反射保护能力的集成，为构建硬件安全设备和类脑视觉系统提供了新思路。

展望未来，通过新材料开发、界面工程优化及器件结构创新，有机光子突触有望从纯视觉系统向多模态感知智能演进，为构建类脑智能、神经形态计算和生物混合系统开辟新路径，在边缘智能、可穿戴设备和医疗假体等领域发挥关键作用。