人类通过体内数十亿的神经元及突触感知周围的环境、获取各种各样的信息，并且实现记忆和存储的功能。人类视觉系统可获取80%的外界信息，其关键功能之一是可以分辨各种颜色（光波长）。然而，当前报道的多数光电突触器件的光响应范围与感光材料的吸收范围一致，无法仅对某一特定波长范围表现出突触行为。因此，模拟人类视觉分辨不同波长光信号的功能依旧是一个挑战。

  近日，本课题组在《Angew. Chem. Int. Ed.》期刊上发表了题目为“Retina-Inspired Organic Photonic Synapses for Selective Detection of SWIR Light”的研究工作。该工作通过设计合成一种窄带共轭聚合物P1（带隙0.69 eV），并借助界面能级势垒和非平衡载流子传输捕获电荷，首次实现了对短波红外光特异性响应的有机光电突触器件。

  文章将聚合物材料P1作为单一组分制备光电二极管结构的器件，获得了对可见光到短波红外光全光谱范围响应的有机光电突触器件（SM-PS）。之后构建基于P1和PC₇₁BM的Ｉ型异质结，获得了仅在SWIR光照射下表现出突触行为的特异性响应有机光电突触器件（Sel-PS）。

  文章以1550 nm激光作为刺激信号测试器件的突触性能。双脉冲易化指数（PPF）是评价突触短时可塑性的指标，与人类对短时信息的识别过程相关，Sel-PS器件的PPF值可达1.3。突触长时可塑性是人类实现学习和决策的基础，此时突触器件将达到一个新的电导态，Sel-PS器件的态保留时间超过1500 s，这与人脑的记忆过程一致。Sel-PS器件单次脉冲能耗低至2.85 fJ，与人体中一次神经活动消耗的能量（1-10 fJ）相当。另外，突触权重可通过改变光照强度、持续时间、频率、脉冲数目进行调控，和人类视觉系统感知光信号刺激的变化相同。

  文章借助瞬态吸收光谱、荧光光谱和形貌分析证实了SM-PS和Sel-PS器件在光照条件下界面能级势垒和非平衡载流子传输对电荷的捕获和释放过程。并且拓展了其他材料体系，证实了文中构建SWIR光特异性响应光电突触策略的普适性。最后，Sel-PS器件阵列成功应用在了抗可见光干扰的字母成像。该工作为实现特异性响应的有机光电突触提供了一种新策略。

 文章的第一作者是课题组博士研究生王松和陈皓，通讯作者为黄辉教授。