中國科學技術大學孫海定教授課題組與武漢大學劉勝院士團隊合作，在國際上首次提出了新型三電極光電PN結二極管結構，構筑載流子調制新方法，實現了第三端口外加電場對二極管光電特性的有效調控。

研究人員通過在P型區(qū)域引入“第三電極”，將傳統的光電二極管與一個“金屬-氧化物-半導體”結構進行巧妙而又緊湊的片上器件集成。這種三端二極管減少了光通信系統中對外部偏置器電路的需求，實現了更小體積、更寬帶寬的光通信系統。當三電極二極管切換為光電二極管模式工作時，受第三端口施加的電壓與入射光的同時控制，可以實現可重構的高速光電邏輯門，而且在切換不同的邏輯門時無需對器件本身的結構進行任何改變，并形成完整的光控邏輯電路，從而利用外加電場對二極管發(fā)光或探測過程中的載流子輸運行為進行有效調控。

此外，團隊還基于該新型光電二極管構建了光通信系統和可重構光電邏輯門系統，為開發(fā)下一代光電集成芯片提供了一種全新的器件架構和系統解決方案。相關研究成果以《A three-terminal light emitting and detecting diode》為題，于2024年4月25日在線發(fā)表于國際電子器件知名期刊《自然?電子學》(Nature Electronics7, 279-287 (2024))。