中科院长春光机所联合多家单位团队，在 III 族氮化物感存算器件上取得重要研究进展，利用 III 族氮化物多异质结自带的双极性界面极化效应，搭配非对称肖特基接触势垒，把紫外光感知、信息存储、信号预处理做在同一个器件里面，成果发表在《自然・材料》，解决传统感知、存储、计算分开架构数据搬运量大、功耗高的痛点。传统光电系统是探测器、存储器、计算芯片相互独立，光信号采集之后，数据要来回传输，产生大量额外功耗，而 III 族氮化物本身热稳定性好、有天然极化特性，适合做紫外探测，刚好可以用来做一体化感存算器件。整个研发流程是先设计 AlGaN 多周期异质结构，搭建双极性极化界面，再设计非对称金属半导体接触，完成外延生长、器件流片制备，接着做光电性能测试、稳定性循环测试，最后验证紫外通信、图像识别等应用场景。简单来说，这次 III 族氮化物感存算器件不用依赖缺陷俘获电荷，靠材料本身极化电场分离载流子，兼顾高速探测、非易失存储和类突触计算能力，适配高温、紫外感知这类特殊场景。
器件核心性能参数清单
- 响应波段：日盲紫外，截止波长约 275nm
- 紫外可见光抑制比：大于 1000
- 最低探测光强：5nW/cm²
- 峰值响应度：10⁶ A/W 量级
- 零偏响应速度：上升 8.35ns，下降 7.81ns
- 存储保持时间：写入状态至少维持 120 分钟
- 擦写循环：可稳定实现 10⁴次循环
- 耐高温：300℃环境下性能稳定
- 长期稳定性：空气存放 18 个月仍可正常工作
和传统感存算器件对比
| 项目 | 传统缺陷型感存算器件 | 本次 III 族氮化物感存算器件 |
|---|---|---|
| 存储原理 | 依靠材料缺陷俘获电荷 | 依托 III 族氮化物异质结本征界面极化效应 |
| 载流子损耗 | 电荷复合损失偏高 | 极化电场分离电子空穴，复合更少 |
| 优势场景 | 可见光感知 | 日盲紫外探测、高温环境 |
| 擦写稳定性 | 缺陷容易老化衰减 | 热稳定性强，耐高温 |
| 工艺兼容 | 部分和 CMOS 工艺不兼容 | 兼容现有 III 族氮化物量产工艺 |
器件可实现工作模式
- 高速探测模式：零偏、反偏条件下，快速采集紫外光信号，输出光电信号
- 存储记忆模式：正向偏压下空穴积累，记录光信号，反向电压脉冲擦除
- 类突触计算模式：随光照强度、脉冲次数变化，实现学习、遗忘、再学习突触行为
- 感内计算模式：采集紫外图像同时直接做预处理，完成图像分类、目标追踪
潜在应用方向清单
- 日盲紫外非视距通信
- 紫外火情、放电监测
- 高温环境下的智能感知
- 边缘端紫外图像识别、轨迹监测
- 航天、工业极端环境光电传感系统
【相关 FAQ】
问题 1：本次 III 族氮化物感存算器件研究取得了什么进展？
回答 1：科研团队利用 III 族氮化物异质结双极性界面极化效应，研制出单器件集成紫外探测、存储、预处理的感存算器件，摆脱缺陷俘获电荷方案，相关成果发表于《自然・材料》。
问题 2：III 族氮化物感存算器件相比传统方案最大优势是什么？
回答 2：这款 III 族氮化物感存算器件依靠材料本身极化电场分离载流子，电荷复合损耗更低，耐高温、稳定性强，专门适配日盲紫外感知场景，还能减少数据传输带来的功耗。
问题 3：III 族氮化物感存算器件可以用到哪些场景？
回答 3：III 族氮化物感存算器件支持日盲紫外通信、火情监测、高压放电检测、高温工业感知、紫外图像识别，适合航天、工业这类苛刻环境。
问题 4：III 族氮化物感存算器件是靠什么原理实现存储功能？
回答 4：III 族氮化物感存算器件依靠多异质结界面双极性极化电场，搭配非对称肖特基势垒，让光生空穴在界面积累实现信号存储，反向电压脉冲就可以擦除存储状态。
【参考资料】
[2026-11-07]（中科院之声：基于 III 族氮化物的感存算集成器件研究获进展）中科院之声
[2026-11-04]（基于 III 族氮化物的感存算集成器件研究获进展）集微网
[2026-10-28]（长春光机所：基于界面极化效应的 III 族氮化物感存算集成器件方面取得重要突破）中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
[2026-10-29]（III 族氮化物感存算器件新进展，面向日盲紫外感内计算）新浪财经
[2026-10-27]（中科院长春光机所黎大兵研究员，重磅 Nature Materials: 界面极化效应赋能的 III 族氮化物感内计算器件）半导体产业网
【免责声明】
本文内容整理自科研机构官方发布、学术期刊及行业媒体报道，III 族氮化物感存算器件目前属于实验室研究成果，距离商业化量产还有较长周期，器件量产指标、落地时间表以对应科研团队及产业化机构后续公开信息为准，本文不构成投资、采购建议。
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评论列表（4条）
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希望本篇文章《III 族氮化物感存算器件取得研究新进展，依托界面极化实现紫外感存算一体化》能对你有所帮助！
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本文概览：中科院长春光机所联合多家单位团队，在 III 族氮化物感存算器件上取得重要研究进展，利用 III 族氮化物多异质结自带的双极性界面极化效应，搭配非对称肖特基接触势垒，把紫外光感知、信息存储、信号预处理做在同一个器件里面，成果发表在《自然・材料》，解决传统感知、存储、计算分开架构数据搬运量大、功耗高的痛点。传统光电系统是探测器、存储器、计算芯片相互独立，光信号采集之后，数据要来回传输，产生大量额外功耗，而 III 族氮化物本身热稳定性好、有天然极化特性，适合做紫外探测，刚好可以用来做一体化感存算器件。整个研发流程是先设计 AlGaN 多周期异质结构，搭建双极性极化界面，再设计非对称金属半导体接触，完成外延生长、器件流片制备，接着做光电性能测试、稳定性循环测试，最后验证紫外通信、图像识别等应用场景。简单来说，这次 III 族氮化物感存算器件不用依赖缺陷俘获电荷，靠材料本身极化电场分离载流子，兼顾高速探测、非易失存储和类突触计算能力，适配高温、紫外感知这类特殊场景。