一种能够检测光信号并将其转换为电信号的光电器件

光电探测器是一种能够检测光信号并将其转换为电信号的光电器件，包括光电二极管、光电晶体管和光电导体等。尽管有许多种具有不同机制和结构的光电探测器，但根据其照明前后的电输出特性，典型的行为可以概括为有限的几种类型：照明后，光电二极管的输出电流从整流状态变为完全接通状态，而光电导体或光电晶体管的输出电流从完全断开状态变为完全接通状态。

从信号变化行为的角度来看，应该有一种新的器件可将输出电流从完全关闭状态转变为整流状态，并且可能在未来的光电系统中发挥关键作用，如光学逻辑、高精度成像和信息处理。例如，由光控制的整流可以不使用选择器就能避免光电探测器阵列中的串扰问题，从而有助于进一步提高阵列的集成度。

最近，中国科学院金属研究所Dong-Ming Sun小组在《National Science Review》上发表的一篇论文中提出了一种新器件，名为光控二极管，它可以在首次照明后将输出电流从完全关闭状态转变为整流状态，从而在不使用任何选择器的情况下形成抗串扰光存储阵列。

科学家使用横向n/n− 二硫化钼（MoS2）结作为通道，石墨烯作为接触电极，六角氮化硼（h-BN）作为photogating层材料来制造光控二极管，其本质上是在阴极和阳极的两个石墨烯/MoS2肖特基结之间插入n/n− MoS2结。

受光控制，肖特基结可抑制或允许n/n−结的整流行为，从而使光控二极管的输出电流可以从完全关闭状态变为整流状态。明暗整流比可以高达106以上。作为一种光电探测器，其响应度超过105a/W，而通过增加photogating层的厚度，该器件的行为转变为多功能光存储器，其最高非挥发性响应度为4.8×107 a/W，最长保留时间为6.5×106s。使用光控二极管作为像素单元，在不使用任何选择器的情况下制作了一个3×3光存储阵列，结果显示该阵列没有串扰以及波长和功率密度选择性函数。这项研究为未来高集成、低功耗和智能光电系统的发展铺平了道路。

审核编辑 ：李倩