近日，我校斗牛扑克平台 宽禁带半导体材料与器件团队（李万俊教授团队）在国际权威期刊《Materials Today Physics》上发表题为“Optoelectronic logic gates and chaotic encryption optical communication enabled by dual-band optical response in a-Ga2O3/Cr2O3 heterostructures”的研究成果。团队成功研制出基于非晶氧化镓/氧化铬（a-Ga2O3/Cr2O3）p-n异质结的自供电光电化学探测器，具备波长依赖的双极性光响应特性，并以此为基础构建了多功能光电子逻辑门与混沌加密光通信系统，为发展先进智能光电子系统提供了创新思路。重庆师范大学为论文唯一完成单位，研究生岳泉材为第一作者，李泓霖教授、张红副教授和李万俊教授为共同通讯作者。

自供电双极性光电探测器具有低功耗、低成本与多功能优势，在光电子逻辑门与安全光通信领域前景广阔。然而，传统单极性探测器功能较为单一，限制了其在复杂光电系统中的应用。为此，研究团队采用溶胶-凝胶旋涂结合射频磁控溅射的复合工艺，成功制备出具有Ⅱ型能带排列的a-Ga2O3/Cr2O3异质结器件。该器件在254 nm（深紫外）光照下产生正光电流，在380 nm（近紫外）光照下产生负光电流，响应时间分别低至82.1/91.2 ms与9.1/13.6 ms，并在3000秒连续测试中保持稳定性能，优于多数已报道的双极性探测器。

基于器件独特的双波段双极性响应特性，团队通过调节254 nm与380 nm光源的照射强度与时序，在单一器件中成功实现了“或（OR）”“与（AND）”“或非（NOR）”“非（NOT）”“与非（NAND）”五种基本布尔逻辑运算。进一步地，研究团队构建了基于该探测器的双波段加密光通信系统。该系统将光电化学信号与混沌-XOR加密技术结合，通过建立光学输入状态、归一化光电流响应与DNA碱基序列之间的正交映射关系，实现了高安全性信息传输。实验表明，该系统可准确传输16×16二进制矩阵编码的图像信息，相比传统单极性探测器系统，具备更大的密钥空间与更强的抗截获能力，即便在密钥参数存在微小偏差时仍无法被有效解码，为安全光通信提供了可靠的技术支持。

论文链接：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542529326000234?via%3Dihub

一审一校：李万俊 二审二校：黄雅婷 三审三校：杨云