大脑中高效的信息处理基于称为突触的处理和记忆组件，其输出取决于通过突触的信号的历史记录。在此，伦敦国王学院Pan Wang、Anatoly V. Zayats等人使用等离子体隧道结中的化学变换开发了一种具有电和光记忆效应的人工突触。所述体系结构提供了高密度(∼10¹⁰ cm^-2)的记忆光电子器件，其可用作未来电子、光电和人工神经网络（ANNs）中的多级非易失性存储器、逻辑单元或人工突触。

本文要点：

1）证明了一种新型记忆器件的一般工作原理，它利用隧道结中热电子诱导的化学转换作为非尖峰ANNs的人工突触。利用金属-聚合物-金属隧道结，展示了结电阻和内置光发射的同时多态转换，这既是电学的，也是光学的，通过环境控制的热电子介导的化学反应对结进行编程来实现。

2）由于热电子可以通过电或光学方式产生，隧道结具有明显的电响应，并且可以作为纳米级光源，所提出的方法允许在同一设备中使用电子（光学）编程和电子（光学）读出以及电子（光学）编程和光学（电子）读出的几个独立和可互换的操作模式。改变化学(在这种情况下是气体)环境，可以在相同极性的偏压下获得增强或降低的响应或非挥发性状态。

3）存储的信息是非易失性的，并且可以通过测量电阻或非弹性隧穿诱导光发射来分别从电学或光学上读取。

Pan Wang, et al. Optoelectronic Synapses Based on Hot-Electron-Induced Chemical Processes, Nano Lett., 2020.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03871

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03871