为了方便各位同学交流学习，解决讨论问题，我们建立了一些微信群，作为互助交流的平台。
2.告知:姓名-课题组-研究方向，由编辑审核后邀请至对应交流群(生长，物性，器件)；
欢迎投稿欢迎课题组投递中文宣传稿，免费宣传成果，发布招聘广告，具体联系人：13162018291（微信同号）
【研究背景】
铁电体如Pb(Zr
x
Ti
1 −
x
)O
3
、BiFeO
3
、(Hf
x
Zr
1 −
x
)O
2
和聚偏氟乙烯（PVDF），表现出自发电极化，可以通过外加电场调节。它们广泛应用于存储设备、执行器、传感器和能量存储，在纳电子学领域提供了广泛的物理和技术应用。对于信息存储，铁电体被用于电容器和/或场效应晶体管（FETs）配置中。然而，当铁电体厚度减小到几纳米时，去极化场会显著影响铁电性。此外，传统的铁电场效应晶体管由铁电绝缘体与半导体通道材料组成，这种组合存在保持时间短的问题，限制了其在存储和记忆领域的实际应用。
近年来，如CuInP
2
S
6
、GeS、SnS和SnSe等二维范德华（vdWs）层状铁电体因其即使在原子层厚度下仍保持稳定的铁电性而备受关注。具体而言，干净的范德华界面和窄带隙相比传统铁电体具有显著优势。范德华界面使得与其他二维材料集成成为可能，产生具有特殊电子性质的创新异质结构。同时，窄带隙对于低功耗电子和光电子应用至关重要，有利于高效开关和调制。
在范德华铁电半导体中，α-In
2
Se
3
因其多方向稳定的铁电性而成为场效应晶体管通道材料的有望候选。α-In
2
Se
3
的铁电性源于中心Se原子层相对于相邻In原子层的相对位移。此外，其强光响应和高度可调的电子带隙从光电子学角度具有优势，因此被广泛应用于光电存储器。尽管采用浮栅结构是实现光电晶体管存储功能的有效方法，但三端结构限制了集成密度并需要大的编程电压。这些器件的存储功能依赖于光激发载流子在表面或界面缺陷和杂质处的电荷捕获，导致保持时间短且对环境因素敏感。与传统半导体相比，α-In
2
Se
3
铁电半导体因其独特的光电耦合特性而备受关注。α-In
2
Se
3
基场效应晶体管的光学性质，已通过电学和光学脉冲方法证明了其铁电存储性能。α-In
2
Se
3
中束缚电荷和自由电荷的共存使得通过入射光改变材料极化状态成为可能，为光电存储提供了丰富的物理内涵。
【成果介绍】
鉴于此，
华东师范大学
的胡志高教授，张金中
副
教授团队发表了题为“Ferroelectric and Optoelectronic Coupling Effects in Layered Ferroelectric Semiconductor-Based FETs for Visual Simulation”的文章在Advanced Science期刊上。
该工作制备了以单一铁电半导体为通道的场效应晶体管（FeSFET），实现了各种极化状态下的光学存储。该器件展示了显著的非易失性存储特性，包括强大的长期保持（>5000 s）和优异的耐久性（>2000循环）。此外，对α-In
2
Se
3
基FeSFETs的内部光电耦合机制进行了研究，以模拟神经系统中的持续视觉行为。利用对光信号的动态响应，α-In
2
Se
3
基场效应晶体管可以从MNIST数据集训练和识别手写数字图像，识别准确率高达约95.5%。这项工作为非易失高密度存储和多场感知存储的设计提供了新思路，为存内感知和计算奠定了基础。
【图文导读】
图 1. α-In
2
Se
3
基FeSFET的结构和电性能。a) FeSFET的示意图。b) 2H α-In
2
Se
3
纳米片的压电力显微（PFM）相位和振幅。c) 在V
DS
= 0.1 V时的传输特性曲线。d) 三种极化状态（
未极化
状态、向上极化P
up
和向下极化P
down
）下的正向和反向输出特性曲线（V
GS
= 0）。e) 单个V
GS
脉冲后在V
GS
= 0 V记录的时间依赖电流。f) 通过V
GS
脉冲在V
GS-preset
= 10 V或-10 V下测试的循环稳定性。
图 2. α-In
2
Se
3
基FeSFET的光电性能。a) 在不同光功率密度（λ = 405 nm）下的传输特性曲线。b) 施加不同P
in
的单一光脉冲时的时间依赖电流。c) 在V
GS
脉冲后，施加不同光脉冲宽度（P
in
= 15.0 mW cm
−2
）的时间依赖电流，d) 对应的ΔI/I
0
与光脉冲宽度的关系。e) 施加多脉冲光的时间依赖电流，f) 对应的ΔI/I
0
与光脉冲数的关系。
图 3. 不同光照条件下α-In
2
Se
3
基FeSFET的输出特性曲线及其物理机制。a) P
up
状态下I）照光前，II）照光中，III）照光后的输出特性曲线。b) 扫描尺寸5 µm × 1.5 µm的KPFM表面势能图，c) 三种照明条件下2H α-In
2
Se
3
的功函数。d) P
up
状态下三种光照条件下铁电极化和光生载流子的分布。
图 4. FeSFET视觉暂留行为模拟。a) 人眼视觉暂留示意图。b) 背景和输入信号“U”。c) 不同脉冲宽度和数量的脉冲激光后的归一化ΔI/I
0
。d) 不同脉冲宽度/数量的移动照明后的视觉暂留，持续时间为5、50和150 s。
图 5. α-In
2
Se
3
基FeSFET的MNIST模式识别模拟。a) 生物突触示意图。b) P
up
状态下成对前突触尖峰间隔的PPF指数和最佳拟合曲线。c) 100个连续脉冲的增强和抑制。d) 使用标准反向传播算法模拟的人工神经网络（ANN）结构。e) 手写MNIST数字图像训练轮次的识别准确率演变。
【总结展望】
总之，本工作成功制备了一种FeSFET，由于2H α-In
2
Se
3
的铁电和半导体共存特性，该器件呈现出高电子和光电性能。器件表现出超过5000 s的延长保持时间，以及超过2000个循环的优异循环稳定性。进一步系统研究了2H α-In
2
Se
3
基场效应晶体管的光电耦合效应。在P
down
状态下，405 nm照明下ΔI/I
0
为30，而在P
up
状态下增强至390。此外，α-In
2
Se
