中国科学技术大学孙海定教授课题组与武汉大学刘胜院士团队合作，在国际上首次提出了新型三电极光电PN结二极管结构，构筑载流子调制新方法，实现了第三端口外加电场对二极管光电特性的有效调控。
研究人员通过在P型区域引入“第三电极”，将传统的光电二极管与一个“金属-氧化物-半导体”结构进行巧妙而又紧凑的片上器件集成。这种三端二极管减少了光通信系统中对外部偏置器电路的需求，实现了更小体积、更宽带宽的光通信系统。当三电极二极管切换为光电二极管模式工作时，受第三端口施加的电压与入射光的同时控制，可以实现可重构的高速光电逻辑门，而且在切换不同的逻辑门时无需对器件本身的结构进行任何改变，并形成完整的光控逻辑电路，从而利用外加电场对二极管发光或探测过程中的载流子输运行为进行有效调控。
此外，团队还基于该新型光电二极管构建了光通信系统和可重构光电逻辑门系统，为开发下一代光电集成芯片提供了一种全新的器件架构和系统解决方案。相关研究成果以《A three-terminal light emitting and detecting diode》为题，于2024年4月25日在线发表于国际电子器件知名期刊《自然•电子学》(Nature Electronics7, 279-287 (2024))。
