光電探測器是一種能夠檢測光信號并將其轉換為電信號的光電器件，包括光電二極管、光電晶體管和光電導體等。盡管有許多種具有不同機制和結構的光電探測器，但根據(jù)其照明前后的電輸出特性，典型的行為可以概括為有限的幾種類型：照明后，光電二極管的輸出電流從整流狀態(tài)變?yōu)橥耆油顟B(tài)，而光電導體或光電晶體管的輸出電流從完全斷開狀態(tài)變?yōu)橥耆油顟B(tài)。

從信號變化行為的角度來看，應該有一種新的器件可將輸出電流從完全關閉狀態(tài)轉變?yōu)檎鳡顟B(tài)，并且可能在未來的光電系統(tǒng)中發(fā)揮關鍵作用，如光學邏輯、高精度成像和信息處理。例如，由光控制的整流可以不使用選擇器就能避免光電探測器陣列中的串擾問題，從而有助于進一步提高陣列的集成度。

最近，中國科學院金屬研究所Dong-Ming Sun小組在《National Science Review》上發(fā)表的一篇論文中提出了一種新器件，名為光控二極管，它可以在首次照明后將輸出電流從完全關閉狀態(tài)轉變?yōu)檎鳡顟B(tài)，從而在不使用任何選擇器的情況下形成抗串擾光存儲陣列。

科學家使用橫向n/n? 二硫化鉬（MoS2）結作為通道，石墨烯作為接觸電極，六角氮化硼（h-BN）作為photogating層材料來制造光控二極管，其本質上是在陰極和陽極的兩個石墨烯/MoS2肖特基結之間插入n/n? MoS2結。

受光控制，肖特基結可抑制或允許n/n?結的整流行為，從而使光控二極管的輸出電流可以從完全關閉狀態(tài)變?yōu)檎鳡顟B(tài)。明暗整流比可以高達106以上。作為一種光電探測器，其響應度超過105a/W，而通過增加photogating層的厚度，該器件的行為轉變?yōu)槎喙δ芄獯鎯ζ?，其最高非揮發(fā)性響應度為4.8×107 a/W，最長保留時間為6.5×106s。使用光控二極管作為像素單元，在不使用任何選擇器的情況下制作了一個3×3光存儲陣列，結果顯示該陣列沒有串擾以及波長和功率密度選擇性函數(shù)。這項研究為未來高集成、低功耗和智能光電系統(tǒng)的發(fā)展鋪平了道路。

審核編輯 ：李倩