近日，我校物理與電子工程學(xué)院寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件團(tuán)隊(duì)（李萬(wàn)俊教授團(tuán)隊(duì)）在國(guó)際頂刊《Advanced Materials》（一區(qū)TOP，影響因子26.8 ）上發(fā)表論文。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種普適性的幾何工程策略，通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)兩種光活性材料（非晶氧化鎵/氧化鎳）的面積比，成功實(shí)現(xiàn)了雙極性光電探測(cè)器正負(fù)光電流的精確平衡?；诖?，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了可重構(gòu)的二值/三值光電異或邏輯門(mén)，實(shí)現(xiàn)了多值邏輯架構(gòu)的水下光學(xué)加密通信系統(tǒng)，在提升信息吞吐量與加密安全性方面取得重要突破。我校為論文第一完成單位，研究生劉春艷為第一作者，李萬(wàn)俊教授、程振祥教授和余鵬教授為共同通訊作者。
雙極性光探測(cè)器憑借其正負(fù)光電流響應(yīng)特性及耦合賦能的多功能性，在邏輯門(mén)加密光通信領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力——該領(lǐng)域需精確平衡光電流以最小化極性誘導(dǎo)邏輯誤差并確保傳輸精度。本文開(kāi)發(fā)出基于全非晶p-NiOX與n-GaOX薄膜的并行結(jié)構(gòu)自供電光電化學(xué)探測(cè)器，展現(xiàn)出雙波段（254 nm/365 nm）雙極性光響應(yīng)特性。為解決固有光電流不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，首先采用熱退火工藝緩解失衡現(xiàn)象。更重要的是，依托獨(dú)特的并行架構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)提出一種通用幾何工程策略：僅需調(diào)整兩種光活性材料的面積比，即可精確平衡正負(fù)光電流。該方法能在多種波長(zhǎng)組合下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)健的光電流對(duì)稱(chēng)性，確保對(duì)復(fù)雜光學(xué)環(huán)境的廣泛適應(yīng)性。基于此可調(diào)特性，演示了可重構(gòu)的二進(jìn)制與三進(jìn)制異或（XOR 和 TXOR）邏輯門(mén)，將其作為光通信系統(tǒng)的加密框架。三值光電邏輯門(mén)加密方案相較二值系統(tǒng)提升信息吞吐量約1.585倍，密鑰空間擴(kuò)展達(dá)89 %。本研究提出實(shí)現(xiàn)平衡雙極光探測(cè)器的通用策略，為安全高效的水下光通信應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
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