研究前沿：莫特相变材料NbO-视觉芯片/电光莫特神经元 | Nature Electronics

（引子：电学机制（如相变）具备可扩展性与并行处理能力，而光学机制则可提供光速处理与高带宽性能。在计算机视觉等应用中，理想状态下应将可见光波段的光学激发与感应功能，与电学处理功能集成在同一芯片中。实现此类电–光集成器件面临的关键难题在于光发射通常需要高质量的外延晶体薄膜，而这类薄膜常与大规模芯片制造工艺不兼容）

包括类脑计算和片上人工视觉在内的各种应用，越来越需要电光和光学技术的结合。然而，在单个芯片上集成这两种方法是具有挑战性的，并且解决方案通常取决于具有高功耗信号转换的不同组件。

今日，斯坦福大学Mahnaz Islam，Eric Pop等联合桑迪亚国家实验室 Suhas Kumar等，在Nature Electronics上发文，报道了将可见光发射与电阈值转换以及类神经元振荡相结合的电光莫特Mott神经元。

该器件，基于溅射二氧化铌niobium dioxide (NbO2)薄膜，这是一种莫特绝缘体-金属相变材料，在室温工作，并发射峰值约为810nm光。动态现场原位Operando测量揭示了光发射的电子起源：由二氧化铌NbO2薄膜中，高场输运引发的电荷载流子弛豫。

这一器件在单一材料中结合了电子和光学功能，从而扩展了未来人工智能硬件的可用选项。这为下一代人工智能硬件开辟了光-电融合新范式。

基于二氧化铌的电光莫特神经元。

图1:电光神经元成分。

图2:NbO2器件的光发射。

图3:NbO2器件的拉曼测温。

图4:在工作期间，NbO2器件的发射光谱。