化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
我国在国际上首创新型场效应调控光电二极管！
2024年05月07日 10:44:59
来源：化工仪器网 点击量：8478
中国科学技术大学孙海定教授课题组与武汉大学刘胜院士团队合作，在国际上首次提出了新型三电极光电PN结二极管结构，构筑载流子调制新方法，实现了第三端口外加电场对二极管光电特性的有效调控。
【化工仪器网 项目成果】随着人工智能时代的到来和数字化转型的深入发展，对用于高速数据传输和高性能数据计算的半导体芯片的需求不断增长。其中，以光子作为信息载体的光电集成芯片及其相关技术的潜力正不断被挖掘和开发，凸显出它们在突破现有电子系统技术瓶颈与极限的可能性。
光电二极管作为光电集成芯片中必需的基本元件，已被广泛应用于发光二极管(LED)、激光器、探测器等。然而，无论是作为发光单元还是探测单元的光电二极管，均需配置相应的外部驱动电路来实现电信号和光信号之间的转换，这一传统模式极大地限制了整个光电系统的信号传输速度和带宽，也不可避免地增大了系统体积和复杂度，从而限制了整个光电技术的集成与发展。
中国科学技术大学孙海定教授课题组与武汉大学刘胜院士团队合作，在国际上首次提出了新型三电极光电PN结二极管结构，构筑载流子调制新方法，实现了第三端口外加电场对二极管光电特性的有效调控。
研究人员通过在P型区域引入“第三电极”，将传统的光电二极管与一个“金属-氧化物-半导体”结构进行巧妙而又紧凑的片上器件集成。这种三端二极管减少了光通信系统中对外部偏置器电路的需求，实现了更小体积、更宽带宽的光通信系统。
当三电极二极管切换为光电二极管模式工作时，受第三端口施加的电压与入射光的同时控制，可以实现可重构的高速光电逻辑门，而且在切换不同的逻辑门时无需对器件本身的结构进行任何改变，并形成完整的光控逻辑电路，从而利用外加电场对二极管发光或探测过程中的载流子输运行为进行有效调控。
此外，团队还基于该新型光电二极管构建了光通信系统和可重构光电逻辑门系统，为开发下一代光电集成芯片提供了一种全新的器件架构和系统解决方案。
相关研究成果以《A three-terminal light emitting and detecting diode》为题，于2024年4月25日在线发表于国际电子器件知名期刊《自然•电子学》(Nature Electronics7, 279-287 (2024))，并被杂志主编Owain Vaughan推选为封面论文发布。
此项研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、中科大双一流建设经费、中央高校基本科研基金等专项经费的资助，也得到了中国科大微电子学院、中国科学院无线光电通信重点实验室、集成电路科学与工程安徽省重点实验室、中国科大微纳研究与制造中心和中国科大信息科学实验中心的支持。
(资料来源：科技日报)
下一篇
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
重点新材料研发及应用国家科技重大专项（科技创新2030重大项目）2027年度第一批项目（非密类）申报开始
日前，新材料重大专项专项办发布《关于组织申报重点新材料研发及应用国家科技重大专项(科技创新2030重大项目)2027年度第一批项目...2026-09-24 14:48:02 -
曙光8000支撑国产MCV模式获突破 一小时可算全球十日风雨
9月15日，曙光8000气象领域重大应用成果发布会在郑州国家超算互联网核心节点举行。2026-09-22 13:50:20 -
市场监管总局集中推动量子核心器件国家标准制定 新发布2项、新立项4项
市场监管总局（国家标准委）近日集中推动量子核心器件国家标准制定，新发布2项、新立项4项并推进多项在研标准，以加速完善我国量子技术国...2026-09-18 15:11:48 -
9月14日，江苏省航空航天检验检测认证联盟在无锡成立，首批92家联盟单位覆盖科研院所、骨干企业、行业协会等多元主体，并同步发布检测...2026-09-18 14:18:13
-
为解决西北建设绿色节能建筑适配难题，宁夏科学技术厅与宁夏住房和城乡建设厅联合启动“揭榜挂帅”机制，而就在最近，该项目通过专家组验收...2026-09-04 14:09:53
-
山东省氢能源新材料产业计量测试中心近日正式获批成立，成为省内首家覆盖氢能源新材料全产业链的专业计量服务机构，将为山东氢能产业高质量...2026-09-04 10:54:03
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
