近期，我校电子与电气工程学院朱阳斌教授与福建师范大学黄维院士课题组刘洋教授、福州大学李福山教授等人合作，以共同第一作者身份在Nature子刊Nature Communications(IF:15.7)、npj Flexible Electronics(IF:15.5,年发文量仅百篇); Nature index期刊Advanced Functional Materials(IF:19.0)发表三篇电子器件的功能集成应用系列研究成果。

第一篇：Nature Communications. 发表时间：2026.02

原文链接：DOI.org/10.1038/s41467-025-67316-0

柔性物联网设备和多传感人机交互技术的快速发展，需要先进的系统能够以智能且节能的方式实现多模态数据的感知、处理和反馈。然而，传统架构由于感知、处理和反馈单元的碎片化结构，在能效低下和接口不匹配方面存在局限性。 目前，依托外围电路的串行连接，部分研究已实现传感-记忆-处理器件的集成，构建出传感/记忆内计算系统。如何实现触觉与视觉传感模态及其对应处理反馈系统的集成，并保证不同功能单元间的机电接口匹配，仍是亟待解决的核心难题。    

受生物传感系统的启发，作者通过一个层级化的MXene平台，将基于MXene的柔性双模感知-处理-可视化集成系统引入到单个可穿戴设备中，该平台结合了压电纳米发电机（机械感知）、光电子突触（视觉处理）和具有优化接口的变色量子点发光二极管（光学反馈）。这款可穿戴集成系统展现出了触觉-视觉信号识别能力、适应环境刺激的生物自我保护行为、动态轨迹识别以及用于运动识别的空间定位功能，这些在多传感交互中都是极具需求的。这种受生物启发的材料-架构-功能协同设计策略和集成系统，将推动可穿戴神经形态硬件、边缘计算以及智能人机交互领域的发展。

第二篇：npj Flexible Electronics. 发表时间：2025.08

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41528-025-00459-8

物联网（IoT）的迅猛发展推动了人机互联技术的前进，而高效、低功耗的人工视觉系统成为其中的关键一环。传统视觉系统依赖图像传感器、存储器和处理器的分离式设计，导致硬件复杂、能耗高且效率有限。相比之下，人类视觉系统通过视网膜感知光信号并将其转化为电信号，再由大脑完成处理与记忆，展现了高度集成与高效的特点。

作者提出了一种基于硫氰酸铜（CuSCN）/ZnO纳米颗粒（NPs）异质结的自整流多功能光电突触，构建了增强型人工视觉系统。该系统不仅模仿人类视觉功能，还通过与量子点发光二极管（QLED）的集成，实现了硬件噪声滤波与信号可视化等特定功能。QLED的高性能与光电忆阻器的兼容性使其成为理想搭档。集成系统通过设置电导阈值和QLED开关特性，滤除低频背景噪声，生成高对比度图像。同时，系统还能模拟生物反射行为，例如通过颜色变化反馈外界刺激强度，并通过记忆功能实现条件反射。该技术在物联网、元宇宙和智能机器人领域具有潜力，例如动态成像、非接触交互和自适应行为模拟。

第三篇：Advanced Functional Materials. 发表时间：2025.03

原文链接：Doi.org/10.1002/adfm.202423548

随着大数据时代信息传感与计算技术的迅速发展，具有信号感知及动态信号处理功能的计算硬件受到广泛关注。然而在实际应用中，传感器获取的信号常受环境噪声干扰，导致输入信号编码误码率显著增加，进而影响计算准确性。此外，单一模态感知难以反映物体综合属性，致使识别精度下降及误判风险升高。因此，在传感器内计算系统中集成信号预处理功能、颜色感知和动态信号处理功能是非常需要的，但很少有人探索。构建基于量子点的双端易失性忆阻器可能为实现这种传感器内储备池计算系统提供一种新方法。

针对上述挑战，作者构建了ZnO/CdSe/ZnO全量子点叠层结构，成功研制集信号感知、预处理与传感器内储备池计算（Reservoir Computing, RC）于一体的全量子点光电忆阻器。该器件在电学激励及紫外-可见光响应中表现出显著非线性与短期记忆特性，并且可以实现多光谱及动态感知功能。研发的储备池计算系统可同步处理多模态输入信号，在Fashion-MNIST分类任务中验证了多感官融合感知能力，该器件独特的信号预处理功能使RC系统编码误码率显著降低。通过动态手势识别任务进一步展示了传感器内RC系统对时间信号的处理能力，准确率达到92.59%。这项研究为设计先进的功能集成光电器件及智能光电子系统提供了一种有效路径。