光电半导体器件结构、光电逻辑门器件及操作方法技术

技术编号:41420869 阅读:18 留言:0更新日期:2024-05-28 20:21
本公开提供一种光电半导体器件结构、光电逻辑门器件及操作方法,该光电逻辑门器件基于半导体外延片结构制备而成,所述光电逻辑门器件包括电信号输入单元、光信号输入单元、逻辑门控制单元;其中:电信号输入单元用于施加输入电信号;光信号输入单元用于施加输入光信号以使光电逻辑门器件产生光响应电流;逻辑门控制单元用于施加偏置电压,使得光电逻辑门器件实现不同的逻辑门功能,从而基于所述输入电信号和所述光响应电流输出不同的逻辑运算结果。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光电,尤其涉及一种光电半导体器件结构、光电逻辑门器件及其操作方法。


技术介绍

1、逻辑门是数字电路中的一种基本电子器件,用于执行逻辑运算。它根据输入端的不同信号状态(通常为逻辑″0″或″1″),通过内部的逻辑运算规则产生相应的输出信号。通过逻辑门的组合和连接,可以实现复杂的逻辑运算和数据处理,是数字电路中的基础组成单元。目前基本逻辑门包括与门(and)、或门(or)、非门(not)、异或门(xor)、或非门(nor)、与非门(nand)等。目前逻辑门器件主要有两种研究方向,分别为传统的硅基电学逻辑门器件与基于光输入输出的全光逻辑门器件。如图4所示,第一种传统的电学逻辑门基于硅基集成电路技术制造,通常由晶体管和其他基本电子元件组成。传统的硅基双输入nor和nand逻辑门分别需要至少四个晶体管参与构建,这种结构具有较大的体积,较为复杂的线路系统,这不仅限制了系统的集成度,还增加了系统本身的功耗以及制备成本。并且,传统逻辑门只能通过改变电路内部结构组成才能改变其实现的具体逻辑功能,而不能通过改变外部施加条件去改变,这导致其在实际应用中灵活度不够。另外,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光电逻辑门器件,基于半导体外延片结构制备而成,所述光电逻辑门器件包括电信号输入单元、光信号输入单元、逻辑门控制单元;其中:

2.根据权利要求1所述的光电逻辑门器件,能够实现或非门功能或与非门功能。

3.根据权利要求1-2所述的光电逻辑门器件,所述逻辑门控制单元包括P型电极和N型电极。

4.根据权利要求1-2所述的光电逻辑门器件,所述电信号输入单元为基于半导体材料层、介质层、电极层组成的电容器结构。

5.根据权利要求4所述的光电逻辑门器件,所述半导体材料层的制备材料选自AlxGayIn1-x-yN、或AlxGayIn1-x-yAs,或...

【技术特征摘要】

1.一种光电逻辑门器件,基于半导体外延片结构制备而成,所述光电逻辑门器件包括电信号输入单元、光信号输入单元、逻辑门控制单元;其中:

2.根据权利要求1所述的光电逻辑门器件,能够实现或非门功能或与非门功能。

3.根据权利要求1-2所述的光电逻辑门器件,所述逻辑门控制单元包括p型电极和n型电极。

4.根据权利要求1-2所述的光电逻辑门器件,所述电信号输入单元为基于半导体材料层、介质层、电极层组成的电容器结构。

5.根据权利要求4所述的光电逻辑门器件,所述半导体材料层的制备材料选自alxgayin1-x-yn、或alxgayin1-x-yas,或alxgayin1-x-yp,0≤x≤1,0≤y≤1。

6.根据权利要求4所述的光电逻辑门器件,所述介质层的制备材料选自氧化铝,氧化硅,氧化铪,碳纳米管,钛酸钡中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的光电逻辑门器件,所述电容器结构可以制备于n型半导体材料层上或者在n型半导体材料层刻蚀台面侧壁上,也可以制备于p型半导体材...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙海定余华斌
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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