可以處理新信號的光控二極管問世

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近日，中國科學院金屬研究所科研團隊發明了一種具有新信號處理行為的光控二極管，相關研究成果在線發表于《國家科學評論》（National Science Review）。

未來集成電路的發展將呈現出多元化發展趨勢，其中光電芯片可實現光傳輸及信息處理功能。通過與現代電子芯片技術的底層融合，支撐未來大容量、低功耗、集成化與智能化信息芯片技術的發展需求。二極管作為一種重要的基本電學元件，在集成電路、大功率驅動、光學成像等領域具有重要應用，其結構和功能也十分豐富。

光電探測器是一類通過電信號探測光信號的重要半導體器件，包括光電二極管、光電晶體管和光電導等。盡管種類繁多，但光電探測器的信號狀態在光照前后可歸納為全關態（0,0）、全開態（1,1）以及整流態（0,1）或（1,0）三類（如圖）。

光電探測器件的基本電流狀態（金屬所供圖）

據了解，已往的光電探測器可以實現兩種狀態的相互轉換，以光電二極管為代表的器件實現由整流態向全開態轉換，以及以光電導和光電晶體管為代表的器件實現由全關態向全開態轉換。從圖中的電學行為的完備性出發，理論上應存在一類由全關態向整流態轉換的新型器件。

中國科學院金屬研究所的研究人員通過異質結的設計與構筑，使得器件獲得了新型光電整流特性，光照條件下電流狀態實現了由全關態向整流態的轉換，進而構筑出無需選通器件的光電存儲陣列。

基于器件對不同波長和強度光信號響應的差異，研究人員演示了陣列對光信號的探測及處理功能，表明了光控二極管具有實現高集成度、低功耗和智能化光電系統的極大潛力。