光电探测器领域迎重要进展，中科院团队实现由全关态向整流态转换近日

近日，中科院金属所的科研团队发明出一种新型光电探测器-光控二极管，它具有全新的信号行为，即在光照下器件可由不导电的“全关态” ，转变为只沿着一个电压方向导电的“整流态” 。

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图|右起：孙东明研究员、孙陨副研究员、冯顺博士、刘驰研究员、博士生韩如月、博士生李波（来源：资料图）
以此为基本单元，该团队首次制备出一个无需使用选通器件的抗串扰光电存储阵列，为未来最终实现高集成度光电阵列提供了一种基本器件，并可用于新型光电逻辑电路。它是一种新的电路元件，也是一个此前“缺失的元件” ，可给高集成、低功耗的智能光电系统铺平道路。
具体来说，光控二极管有望在光逻辑、信息处理、高精度成像等光电系统中，发挥不可替代的关键作用。例如，利用光信号作为基本输入参量，将可实现对光电器件的基本逻辑功能调控，极大程度提升器件的光控效力，从根本上颠覆已有的光电转化架构和基本逻辑认知。

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（来源：NationalScienceReview）
【光电探测器领域迎重要进展，中科院团队实现由全关态向整流态转换】这种从全关态到整流态的光逻辑操作，在光照条件下具备整流态特征的单一方向导通功能，故可在无选通管条件下规避阵列串扰问题。以光控二极管作为基本单元，集成到图像传感器中，有助于阵列像素单元的尺寸微缩及阵列集成度的进一步提高，同时降低设备的功耗和复杂度。
近日，相关论文以《具有新信号处理行为的光控二极管》（Aphoton-controlleddiodewithanewsignal-processingbehavior）为题[1] ，发表在NationalScienceReview（23.18）上。中科院金属研究所研究员刘驰、成会明、孙东明担任共同通讯作者。

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图|相关论文（来源：NationalScienceReview）
三位审稿人均认为该器件具有一种全新且有趣的信号处理特性，是光电探测器领域的重要进展。例如，审稿人1评论到：“作者制作了一种新型的光控二极管，该二极管可从关闭状态变为整流状态，从而形成了无选通器件和串扰的光电存储阵列，在该领域取得了重大进展。 ”
审稿人2强调：“由于这种新的信号处理行为，没有任何通器件的光控二极管阵列不会显示串扰，这对于未来的高集成度、低功耗系统非常重要。我认为这种具有新特性的器件非常有趣，这是以前从未实现过的、扩大了的光电器件家族。 ”
光电探测器领域迎来重要进展

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过去70多年，晶体管和集成电路技术沿摩尔定律取得了令人惊叹的发展成果。随着元器件特征尺寸逼近工艺和物理极限，一方面，集成电路会沿着等比例缩小及三维集成的技术路线发展；另一方面，集成电路未来发展的新生力量包括感存算类脑芯片、光电芯片以及量子芯片等技术。
作为一类重要器件，光电探测器是通过电过程探测光信号的半导体器件。典型的光电探测器包括光电二极管、光电晶体管、光电导等。尽管光电探测器的种类繁多，原理和架构各异。但是，根据器件输出电学参量在光响应条件下的不同表现，代表性的器件工作行为则表现为有限的几个方面。