南开大学徐文涛团队 | 电化学转化型人造突触的可塑性调制和树突应用
以下文章来源于Frontiers Journals ，作者徐文涛课题组
Frontiers系列期刊由中国化学会和英国皇家化学会，以及合作高校联合出版，旨在报道化学科学前沿动态。目前期刊成员包括 Inorg. Chem. Front.，Org. Chem. Front.和 Mater. Chem. Front.。
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相互连接的神经元构成了大脑的神经系统，这使得大脑可以实时的处理各种复杂的外部问题并对问题进行决策，同时大脑也能够将外界信息进行存储记忆。这种生物神经系统启发了对机器人和假肢的神经形态工程系统的关注和研究。其中，生物突触间隙是连接突触前神经元和突触后神经元的基本单元。突触前膜和突触后膜之间的信息传递是通过化学信号的释放和扩散来实现的。动作电位引起的一系列离子迁移是生物学习记忆形成的基础。利用离子输运的电化学和双电层行为的人工突触装置可以模拟生物神经元功能的行为。与此同时，离子掺杂机制可能是模拟不同记忆权重的一个有效手段且赝电容行为的可逆性可能有助于突触权重的双向调节，能够在仿生感应运动神经电子学中快速传递信息。
南开大学光电子薄膜器件与技术研究所徐文涛教授团队，首次提出了一种电化学转化型人造突触：构造纳米金属氧化物薄膜/电解质垂直结构的人造突触，通过转换型电化学掺杂机制，模拟人造突触的多种可塑性。这种结合电解质和纳米颗粒的突触装置在连续的外部刺激作用下实现了离子存储从而模拟记忆行为。在树突整合方面实现了时空学习规则、逻辑运算和分流抑制。垂直结构的离子掺杂器件有望应用于交互领域的智能感觉运动系统。
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A conversion-type electrochemical artificial synapse for plasticity modulation and dendritic application
Huanhuan Wei, Haiyang Yu, Jiangdong Gong, Renjie Li, Hong Han, Mingxue Ma, Kexin Guo and Wentao Xu
Mater. Chem. Front., 2020, Advance Article
https://doi.org/10.1039/D0QM00371A
*文中图片皆来源上述文章
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通讯作者简介
徐文涛 教授
南开大学 电子信息与光学工程学院
徐文涛，南开大学光电子薄膜器件与技术研究所教授，博士生导师。曾入选国家海外高层次人才青年项目，天津市海河英才计划“领军人才”，南开大学“百名青年学科带头人”，并获得“天津市杰出青年科学基金”资助。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。研究领域涉及多学科交叉，包括各种材料、化学在神经仿生电子器件、信息存储器件、场效应晶体管、柔性可穿戴电子等方面的应用。申请国内和国外专利16项（其中2项已获授权）。
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