【中国教育报客户端11月11日】日前，记者从江南大学了解到，江南大学理学院杨国锋教授团队在宽禁带半导体多功能光电子器件领域取得重要进展，提出了一种基于偏压调控实现神经形态计算与硬件加密成像的多功能器件方案。该方案具有实现单器件多功能集成、低功耗与高安全性的优势。相关成果日前发表在国际顶级期刊《Advanced Photonics》（《先进光子学》）上。
论文相关图。学校供图
杨国锋教授团队介绍，随着人工智能与信息安全技术发展，如何在单一器件中同时实现高灵敏度的紫外光感知、类脑的信息处理与高强度的安全加密，是智能光电子领域的重大挑战。传统方案通常需要多个分立元件组合，存在功耗高、体积大、安全风险高等问题。
研究团队在前期专利技术的基础上（ZL202311653005.X，一种基于非对称肖特基势垒的自驱动日盲紫外探测器），基于氮化铝钪/氮化镓（AlScN/GaN）异质结，通过精确调控施加其上的偏压，实现了器件功能的可重构切换。在低偏压下，器件表现为高速、高灵敏的紫外探测器。而在高偏压下，器件则展现出显著的持久光电导效应，能够高效模拟生物突触的学习与记忆功能。团队进一步独创性地结合这两种快慢响应模式，设计了一套动态偏压协议作为物理“密钥”，实现了对图像的硬件层级加密。
这一成果为在单一器件上实现探测、计算、存储与加密一体化开辟了新路径。它所展示的硬件本征加密特性，将加密过程前置到信息采集的源头，为提升信息安全提供了新的物理层解决方案。该技术有望应用于对安全性与集成度要求较高的领域，如保密通信、自动驾驶感知系统以及智能安防等，通过将类脑计算与传感加密深度融合，推动更安全、更高效的智能硬件系统发展。
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