电子信息工程学院杨成东团队“New Device Strategy for Multilevel Nociceptor-Mediated Synaptic Analogs”的研究论文发表于国际知名期刊ACS Photonics（原文链接：https://doi.org/10.1021/acsphotonics.4c02114）。

痛觉作为生物体最重要的自我保护机制，是神经系统最高层复杂感觉处理的最终表达。因此，痛觉感受器的模拟对于未来智慧机器人和电子皮肤等领域的发展具有重要意义。但是目前神经形态的痛觉感知器件仍然存在阈值模糊和精确痛觉级别问题。针对这一瓶颈，研究团队通过对器件结构中氮化硅厚度的调控，能够实现3种以上的隧穿模式，每种模式操纵一种突触运行模式，以此来实现多级痛觉感知和对外界刺激的级别分类。研究团队对100、120、140、160、180、200 nm氮化硅器件进行了持续脉冲下的行为测试。结果表明，氮化硅厚度介于100和160之间时，器件最多能够运行出3个模式，当达到第三个模式时，状态无法进一步增强，因此，这种厚度区间能够模拟两级痛觉感受器；当氮化硅厚度介于180和200之间时，器件能够运行4种模式，以此来模拟三级痛觉感受器。另外，光照强度同样能够触发模式跳变，以100和200 nm器件为例，它们在不同的光照强度下分别表现出了明显的两级跳变和三级跳变的特征，这结果和持续脉冲诱导的模式跳变保持一致。可见，器件能够根据外界的刺激强度自发地对伤害的等级进行分类并且这种模式的跳变表现出了高度的可重构性。该成果对于在电子皮肤神经形态器件中融合危险感知功能具有重要科学价值。