神经形态与柔性电子实验室招收硕博士研究生和博士后

实验室简介

         神经形态与柔性电子实验室 （Neuromorphic and Flexible Electronics Laboratory）成立于2017年9月，由国家级青年人才项目入选者，天津市海河英才行动计划领军人才，天津市杰出青年基金项目获得者徐文涛教授领衔。实验室依托南开大学电子信息与光学工程学院光电子薄膜器件与技术研究所、天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室，围绕柔性和神经形态电子学领域，从事有关1）神经形态电子器件、2）人造感觉和运动神经元构建、3）柔性可穿戴电子、4）数码可控纳米线打印技术、5）纳米材料与电子器件等方面的国际前沿交叉研究。

        实验室现有博士后2名，博士生8名，硕士生9名，具有浓厚的科研氛围、完备的实验条件和充足的研究经费。

        每年招收化学，材料，物理，电子，化工等理工科背景的硕士、博士研究生若干名，欢迎有兴趣的同学咨询、报考！常年招收优秀研究助理及博士后！

所属专业领域：

0809  电子科学与技术 

085401 新一代电子信息技术      

085403  集成电路工程

负责人简介

徐文涛 

        教授，博士生导师。曾先后入选南开大学百名青年学科带头人、国家级青年人才、天津市海河英才计划领军人才、天津市杰出青年等人才项目，担任SmartMat杂志青年编委。

本科毕业于北京师范大学（2005），博士毕业于韩国浦项工科大学（2012）。曾任韩国浦项工科大学和首尔国立大学研究副教授。曾在伊利诺大学香槟分校John A Rogers教授（美国科学院/工程院院士/IEEE fellow）研究组和斯坦福大学Zhenan Bao教授（美国工程院院士）研究组访问学习和合作研究。

        发表高水平论文60余篇。其中第一作者和通讯作者50余篇，包括Science、 Science Advances、Nature Communications、 6篇 Advanced Materials、 3 篇Advanced  Functional Materials、4篇Nano Energy等国际权威期刊。2项工作入选Science、Nature、Nature Nanotechnology的研究亮点，9项工作入选 Adv. Mater等杂志的封面。申请 PCT 专利、中国和韩国专利20余项，其中4项已获授权，多项成果被媒体广泛报道。应邀在国内外柔性与神经拟态电子领域的顶级学术会议上做了多次邀请报告，并多次作为分会主席主持会议。

        主持和参与多项人才计划项目及科技项目，其中包括：天津市“海河英才行动计划”领军人才，“国家级人才项目”，天津市杰出青年基金项目，南开大学百名青年学科带头人培养计划，天津市面上项目，广东省重点领域研发计划“类脑智能关键技术及系统研究（专题编号0338）”子课题二、类脑神经器件，横向技术开发项目：高精度金属再布线打印技术开发。

近年来主要围绕柔性神经形态电子学领域，涉及材料、物理、电子、生命科学、医学工程等多领域的学科交叉。在人造传入（感知）与传出（运动）神经设计开发、神经形态器件新原理研究与性能突破以及神经形态纤维材料制备等方面开展了系统性和引领性的研究工作。

部分代表性论文（通讯作者/第一作者）

1. Science 2018, 360 (6392), 998-1003. (通讯作者，共同一作)

Yeongin Kim#, Alex Chortos#, Wentao Xu#*, Yuxin Liu, Jin Young Oh, Donghee Son, Jiheong Kang, Amir M. Foudeh, Chenxin Zhu, Yeongjun Lee, Simiao Niu, Jia Liu, Raphael Pfattner, Zhenan Bao*, Tae-Woo Lee*, A bioinspired flexible organic artificial afferent nerve

2. Science Advances 2016, 2(6), e1501326.

Wentao Xu, Sung-Yong Min, Hyunsang Hwang and Tae-Woo Lee*, Organic core-sheath nanowire artificial synapses with femtojoule energy consumption

3. Nature Communications 2021, 12(1): 1068.

Huanhuan Wei#; Rongchao Shi#; Lin Sun#; Jiangdong Gong; Chao Liu; Zhipeng Xu; Yao Ni; Jialiang Xu*; Wentao Xu*; Mimicking efferent nerves using a graphdiyne-based artificial synapse with multiple ion diffusion dynamics

4. Advanced Materials 2021, 2101981.

Wentao Xu#, Lihua Wang#, David ChangMo Yang, Amir Hajibabaei, Yeongjun Lee, Cheolmin Park, Tae-Woo Lee,* and Kwang S. Kim*, Supra-Binary Polarization in a Ferroelectric Nanowire

5. Advanced Materials 2021, 33, 2007350.

Shuo Zhang#, Kexin Guo#, Lin Sun#, Yao Ni, Lu Liu, Wenlong Xu, Lu Yang, and Wentao Xu*, Selective release of different neurotransmitters emulated by a p-i-n junction synaptic transistor for environment-responsive action control

6. Advanced Materials 2016, 28(28), 5916-5922.

Wentao Xu, Himchan Cho, Young-Hoon Kim, Tae-Woo Lee*, Organometal halide perovskite artificial synapses

7. Advanced Materials 2016, 28(3), 527-532.

Wentao Xu, Yeongjun Lee, Sung-Yong Min, Cheolmin Park and Tae-Woo Lee*, Simple, inexpensive, and rapid approach to fabricate cross-shaped memristors using an inorganic-nanowire-digital-alignment technique and a one-step reduction process

8. Advanced Materials 2015, 27(9), 1619-1623.

Wentao Xu#, Lihua Wang#, Yiwen Liu, Simil Thomas, Hong-Kyu Seo, Kwang-Ik Kim, Kwang S. Kim, and Tae-Woo Lee*, Controllable n-type doping on CVD-grown single- and double-layer graphene mixture

9. Advanced Materials 2014, 26(21), 3459-3464.

Wentao Xu, Hong-Kyu Seo, Sung-Yong Min, Himchan Cho, Tae-Seok Lim, Yeongjun Lee, and Tae-Woo Lee*, Rapid fabrication of designable large-scale aligned graphene Nanoribbons by Electro-hydrodynamic nanowire lithography,

10. Advanced Functional Materials 2021, 2101917.

Shuo Zhang, Kexin Guo, Hong Han, Haiyang Yu, Huanhuan Wei, Jiangdong Gong, and Wentao Xu*，Multiplexed Neurotransmission Emulated by a p–n Cross Nanowire Synaptic Transistor for Satiety, Depression, and Drug Withdrawal.

11. Advanced Functional Materials 2021, 31(1), 2007232.

Huanhuan Wei, Haiyang Yu, Jiangdong Gong, Mingxue Ma, Hong Han, Yao Ni, Shuo Zhang, Wentao Xu*, Redox MXene Artificial Synapse with Bidirectional Plasticity and Hypersensitive Responsibility

12. Advanced Functional Materials 2021, 30(46), 2005413.

Jiangdong Gong#, Haiyang Yu#, Xin Zhou#, Huanhuan Wei, Mingxue Ma, Hong Han, Shuo Zhang, Yao Ni, Yuelong Li*, Wentao Xu*, Lateral artificial synapses on hybrid perovskite platelets with modulated neuroplasticity

13. Nano Energy 2021, 86, 106038 

Yao Ni#, Mingxue Ma#, Huanhuan Wei, Jiangdong, Gong, Hong Han, Lu Liu, Zhipeng Xu, Wentao Xu*, Multiplexed neurotransmiss ion emulated for emotion control

14. Nano Energy 2021, 81, 105648.

Huanhuan Wei#, Yao Ni#, Lin Sun#, Haiyang Yu, Jiangdong Gong, Yi Du, Mingxue Ma, Hong Han, Wentao Xu*，Flexible Electro-Optical Neuromorphic Transistors with Tunable Synaptic Plasticity and Nociceptive Behavior

15. Nano Energy 2018, 48, 575–581.

Wentao Xu, Thanh Luan Nguyen, Young-Tae Kim, Christoph Wolf, Raphael Pfattner, Jeffrey Lopezd, Byeong-Gyu Chae, Sung-Il Kim, Moo Yeol Lee, Eul-Yong Shin, Yong-Young Noh, Joon Hak Oh, Hyunsang Hwang, Chan-Gyung Park, Han Young Woo, Tae-Woo Lee*, Ultrasensitive artificial synapse based on conjugated polyelectrolyte,

16. npj 2D Materials and Applications 2021, 5, 23.

Mingxue Ma#, Yao Ni#, Zirong Chi, Wanqing Meng, Haiyang Yu, Jiangdong Gong, Huanhuan Wei, Hong Han, Xinran Wang, Wentao Xu*，Multiplexed neurochemical transmission emulated using a dual-excitatory synaptic transistor

17. Materials Today Physics 2021, 18, 100329.

Huanhuan Wei#, Hong Han#, Kexin Guo#, Haiyang Yu, Jiangdong Gong, Mingxue Ma, Yao Ni, Jiulong Feng, Zhipeng Xu, Wentao Xu*，Artificial Synapses that Exploit Ionic Modulation for Perception and Integration

18. Nanoscale Horizons 2020, 5(9), 1324-1331.

Hong Han, Feng Ge, Mingxue Ma, Haiyang Yu, Huanhuan Wei,  Xue Zhao, Hongbing Yao, Jiangdong Gong,  Longzhen Qiu* and Wentao Xu*，Mixed Receptors of AMPA and NMDA Emulated Using A ‘Polka Dot’-Structured Two-Dimensional Conjugated Polymer-Based Artificial Synapse

19. Small 2021, 17, 2000041.

Haiyang Yu, Huanhuan Wei, Jiangdong Gong, Hong Han, Mingxue Ma, Yongfei Wang,*and Wentao Xu*，Evolution of Bio-Inspired Artificial Synapses: Materials, Structures, and Mechanisms

20. Small 2021,17, 1905332.

Yao Ni, Yongfei Wang,* and Wentao Xu*, Recent Process of Flexible Transistor-Structured Memory

著作章节

1. Wentao Xu, Hong Han, Shuo Zhang, Zhipeng Xu, Yao Ni, Huanhuan Wei. Low-Dimensional Conjugated Polymer-Based Artificial Synapses [M]// Sergey Y. Yurish. Advances in Intelligent Systems: Reviews, Vol. 2. IFSA Publishing, 2021, Spain. ISBN:  978-84-09-29876-1.

2. Wentao Xu & Yao Ni. Memory characteristics and mechanisms in transistor-based memories [M]// S. -T. Han, & Y. Zhou. Photo-Electroactive Non-Volatile Memories for Data Storage and Neuromorphic Computing. Elsevier, 2020, United Kingdom. ISBN: 978-0-12-819717-2.

研究方向简介

研究方向之一：神经形态电子器件

        神经形态电子：人脑强大的功能是通过由近千亿个神经元通过上百万亿个神经突触连接而成的神经网络实现的。突触通常形成于前神经元轴突和后神经元细胞体或树突之间的一个宽约20-40 nm的间隙，是各神经元结构之间负责的信息存储和传递的连接部位。通过对神经科学、物理学、化学、材料科学与工程等的跨学科研究，研究人员模拟出具有类突触可塑性的神经形态电子器件，即人工突触。人工突触器件不仅可以通过模拟中枢神经作为类脑电子的基本功能单元，应用于超级计算机；还可以模拟外围神经采集、处理、反馈视觉、听觉、嗅觉和触觉信号作为类感知/运动神经电子的基本功能单元，应用于智能软体机器人、义肢等。

        应用领域：类脑电子，类感知/运动神经电子，类三/二极管结构突触器件。

研究方向之二：柔性人造感知神经体系

        近两年来，随着人工突触器件的快速发展，研究人员开始将注意力转向感知神经电子体系。通过将传感器与人工突触的有机结合，使得整个体系具有了感知外界信号、传递、分析及整合的功能。在此体系中，人工突触器件是信号集成，传输和类神经信号转化的核心，是构建感知神经电子体系的基本元素，柔性人造感知神经体系的构建对智能软体机器人、义肢的发展具有重要意义。

研究方向之三：数码可控纳米线打印

        数码可控纳米线打印可以简单、低成本、快速，大规模地打印金属或有机高分子纳米线，并可以通过溶液溶度，打印速度，打印方向精准控制多种宽度，形状纳米线的打印,实现纳米线晶体管的大规模制备。在低成本，大规模集成设计，柔性器件制备中有潜在应用价值。

实验室环境

实验室设备

实验室人员

联系方式

电子邮箱：wentao@nankai.edu.cn

网站链接：http://www.xuwentaolab.com/

通讯地址：天津市海河教育园区同砚路38号

办公地点：南开大学信息西楼561室

实验室: 南开大学信息西楼269室