金属所双重功能光电子器件研究取得突破性进展

中国科学院金属研究所在新型光电子器件领域取得重要进展，成功研制出一种集光探测与光调控于一体的双重功能光电子器件。该研究突破了传统器件单一功能的局限，为下一代智能光电子系统的发展提供了全新的技术路径。

长期以来，光探测与光调控器件在光通信、传感、成像等领域各自扮演关键角色，但通常需要分立元件组合实现复杂功能，导致系统集成度低、能耗高、响应速度受限。金属所研究团队创新性地利用二维材料异质结与金属微纳结构的协同效应，在单一器件平台上实现了高灵敏度的光电信号探测与高效率的光信号动态调制。实验表明，该器件在近红外波段的光响应度达到传统器件的3倍以上，同时可通过外部偏压实现光传输强度超过90%的连续可调，其响应时间缩短至纳秒量级。

这一突破得益于团队在材料设计与器件物理方面的深度交叉：通过精确控制二硫化钼/二硒化钨范德华异质结的能带对齐，优化了光生载流子的分离效率；结合表面等离激元共振结构的设计，显著增强了光与物质的相互作用强度。特别值得关注的是，研究人员首次在该类器件中实现了光探测与调制功能的电学解耦控制，使得两种工作模式可独立切换而不互相干扰，这为构建多功能可重构光电子芯片奠定了基础。

该成果已发表于《自然·通讯》期刊，评审专家认为“这项研究为解决光电子系统功能集成瓶颈提供了颠覆性思路”。目前，研究团队正与产业界合作推进器件的小型化与阵列化研究，未来有望应用于自动驾驶激光雷达、量子信息处理系统及可穿戴健康监测设备等领域。随着5G/6G通信与人工智能技术对光电子器件提出更高要求，此类多功能集成器件将为突破现有技术框架、实现器件级智能光处理开辟重要方向。