近日，我校理学院杨国锋教授课题组在可重构神经形态光电子与硬件加密成像领域取得重要研究进展。相关成果以“Hardware-Intrinsic Encrypted Imaging and Neuromorphic Computing Enabled by Bias-Reconfigurable AlScN/GaN Heterojunction Ultraviolet Photodetector”为题，发表于国际知名期刊《Advanced Photonics》。该期刊由国际光学工程学会（SPIE）与中国激光杂志社（CLP）联合创办，是光学与光子学领域的国际顶级期刊之一，最新影响因子为18.8，在全球光学期刊中排名第3。这也是我校首次在《Advanced Photonics》上发表研究成果。
随着人工智能与信息安全技术的快速发展，如何在单一器件中同时实现光感知、信息处理与安全加密，已成为智能光电子领域面临的关键挑战。针对这一难题，杨国锋教授团队提出了一种基于AlScN/GaN异质结的双端可重构紫外光电探测器。该器件通过调控偏压来操纵载流子动力学过程，实现了在“紫外探测—人工突触—硬件加密成像”三种功能之间的灵活切换。研究显示，在低偏压条件下，该器件表现出高速、高灵敏的紫外响应，比探测率达到9.37 × 10¹² Jones，适用于高精度成像与光通信应用。随着偏压升高，器件内部产生显著的持久光电导效应（PPC），能够模拟生物突触的可塑性，实现兴奋性突触后电流（EPSC）、双脉冲易化（PPF）以及短期记忆向长期记忆的转化等神经形态学习功能。更为重要的是，研究团队创新性地结合器件在不同偏压下的快速与慢速光响应动力学，提出了一种硬件本征加密光学成像方案。该方案以精确设计的动态偏压序列作为加密“密钥”，在不增加算法复杂度的前提下，实现了图像的硬件级加密，只有掌握“密钥”的接收方才能成功解密图像。在实验中，团队利用该器件成功完成了MNIST手写数字图像的编码与安全解密，验证了该系统在物理层信息安全与神经形态计算一体化方面的巨大潜力。
理学院研究生孙华振为论文第一作者，杨国锋教授为通讯作者。该研究工作获得了国家自然科学基金（项目号：62374075）以及江南大学中央高校基本科研业务费（项目号：JUSRP202504018、JUSRP202501142）的资助。近年来，杨国锋教授团队致力于新型宽禁带半导体光电子器件的研究，聚焦于传感、无线光通信及神经形态计算等交叉应用领域，围绕光电子器件的多功能集成与智能化开展了系统性探索，在紫外光电探测与无线光通信等方面取得了多项突破。
论文链接： https://researching.cn/EN/HPArticle/AP-25-124006?type=en
双端可重构紫外光电探测器结构图
