中科院全光控五态逻辑门，铁电陶瓷片新突破

中国科学院上海硅酸盐研究所易志国团队在铁电陶瓷材料研究方面取得重大突破，成功研制出基于单一铁电陶瓷晶片的全光控五态逻辑门(AND、OR、NOT、NAND和NOR)，实现了光电逻辑门(OLEGs)技术的创新。该团队利用Ti3+自掺杂的BZT-BCT陶瓷晶片，结合差异化极化处理，在激光和LED照射下实现了区域相关的不同光电流响应，从而构建出简易高效的多功能一体化铁电光电逻辑器件。这项成果发表在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上，为OLEGs技术发展提供了新的方向，并有望推动其在通信、人工智能和计算系统等领域的广泛应用。

光电逻辑门(OLEGs)技术在信息处理和传输领域展现出巨大潜力，可广泛应用于通信、人工智能和计算系统等。然而，传统半导体光电探测器需构建复杂异质结构或采用多种光电输入方式才能实现差异化光电响应，限制了其发展。

铁电材料因其自发极化特性及可控的极化方向，在光场作用下呈现出反常光伏效应和光致热释电效应，为构建简易高效的OLEGs提供了理想途径。

中国科学院上海硅酸盐研究所易志国团队近期取得突破性进展，成功研制出多功能一体化铁电光电逻辑器件。该团队采用金属Ti粉与BZT-BCT陶瓷粉末共烧技术，制备出Ti3+自掺杂的BZT-BCT陶瓷晶片。该晶片同时具备显著的光伏响应和光致热释电响应，其中Ti粉含量为3%的样品(BZT-BCT-3T)的光电性能较纯BZT-BCT陶瓷提升约2.5倍。

研究人员在BZT-BCT-3T陶瓷表面构建了平面三电极结构，并对电极间区域进行差异化极化处理。在激光照射下，输出电路实现了区域相关的不同光电流响应；而在LED全区域照射下，则产生稳定的光伏电流。基于此，该团队在单一陶瓷晶片上成功实现了五种全光控光电逻辑门：AND、OR、NOT、NAND和NOR。

该研究成果以其简易的器件结构和普适的极化控制差异化光电流方案，为OLEGs技术发展提供了新的方向，并有望推广至其他铁电材料体系。相关研究成果已发表在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上。

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