三端GaN二极管可提升光电性能

为发光或探测过程中利用外加电场控制载流子传输开启新的可能性

从LED到探测器，光电二极管都是基本元件。然而，光电二极管需采用外部驱动电路，这一传统方法会阻碍信号传输速度、带宽和系统集成。

为应对这些挑战，中国科学技术大学孙海定iGaN Lab课题组与武汉大学刘胜团队合作，在基于GaN的p-n二极管上直接集成了第三端口。他们的研究论文以“一种三端的发光及探测二极管”（A three-terminal light emitting and detecting diode）为题，于2024年4月发表在《自然·电子学》（Nature Electronics）上。

这种方法能够利用外加电场调制载流子行为，从而有效控制二极管的光电特性。将传统光电二极管与金属氧化物半导体（MOS）结构集成到一个紧凑的片上器件中，为发光或探测过程中利用外加电场控制载流子传输开启新的可能性。

研究人员表示，除了促进可调发光和多功能光电探测外，这项创新还能提高光通信系统的性能和多功能性。通过减少对外部驱动电路的依赖，三端二极管可实现更大带宽和微型化，从而为更高效、更紧凑的光通信解决方案铺平道路。

此外，其应用还扩展到可重构光电逻辑门，使高速集成芯片的开发成为可能，这种芯片能够适应不同的工作要求，而无需对结构进行修改。

来源： 雅时化合物半导体

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