基于石墨烯的异质结独特的光学和电学特性使其对人工突触器件具有重要意义，促进了仿生视觉系统的发展。然而，视觉成像需要大规模生产和集成器件阵列，由于晶圆级石墨烯图案难以直接生长，这仍然具有挑战性。本文，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所黎大兵 研究员团队在《Small》期刊发表名为“In Situ Growth of Wafer-Scale Patterned Graphene and Fabrication of Optoelectronic Artificial Synaptic Device Array Based on Graphene/n-AlGaN Heterojunction for Visual Learning”的论文，研究提出了一种新的策略，使用光敏聚合物作为固体碳源，用于图案化石墨烯在不同基材上原位生长。阐明了高温退火过程中的生长机制，从而产生具有出色均匀性、理想晶体质量的晶圆级石墨烯图案，并通过消除含氧树脂中挥发物的释放来精确控制层数。该生长策略能够制造基于石墨烯/n-AlGaN 异质结的 2 英寸光电人工突触器件阵列，该阵列模拟生物突触的关键功能，包括短期可塑性、长期可塑性和尖峰速率依赖性可塑性。此外，人脑中视觉学习的模仿归因于兴奋性和抑制性突触后电流的调节，遵循在记忆形成之前优先考虑初始识别的学习规则。长期记忆的持续时间达到 10 分钟。图案化石墨烯的原位生长策略代表了制造人工神经形态系统基础硬件的新颖性。
文献：https://doi.org/10.1002/smll.202401150
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