Los fotodetectores sensibles a la polarización basados ​​en semiconductores anisotrópicos presentan una amplia gama de ventajas en aplicaciones especializadas, como la astronomía, Sensores remotos, y multiplexación por división de polarización. Para la capa activa de fotodetectores sensibles a la polarización, Investigaciones recientes se centran en perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas bidimensionales (2D), donde las losas inorgánicas y los espaciadores orgánicos se disponen alternativamente en estructuras de capas paralelas. En comparación con los materiales 2D inorgánicos, en tono rimbombante, la accesibilidad de la solución de las perovskitas híbridas permite obtener sus cristales grandes a bajo costo, ofreciendo interesantes oportunidades para incorporar anisotropía cristalina fuera del plano para la fotodetección sensible a la polarización. Sin embargo, limitado por la anisotropía de absorción de la estructura del material, La sensibilidad de polarización de un dispositivo de este tipo sigue siendo baja. Por lo tanto, Se necesita urgentemente una nueva estrategia para diseñar perovskitas híbridas 2D con gran anisotropía para la fotodetección sensible a la polarización.

Las heteroestructuras proporcionan una pista para abordar este desafío. Por un lado, La construcción de heteroestructuras puede mejorar la absorción óptica y las densidades de portadores libres del material compuesto. Por otra parte, el campo eléctrico incorporado en la heterounión puede separar espacialmente los pares de electrones-huecos fotogenerados, reduciendo significativamente la tasa de recombinación y mejorando aún más la sensibilidad de los fotodetectores sensibles a la polarización. Por lo tanto, la construcción de heteroestructuras monocristalinas de perovskitas híbridas 2D anisotrópicas daría lugar a dispositivos con alta sensibilidad a la polarización.

En un nuevo artículo de investigación publicado en Beijing, Revista Nacional de Ciencias , científicos del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia, La Academia de Ciencias de China crea un cristal de heteroestructura 2D / 3D, combinar la perovskita híbrida 2D con su contraparte 3D; y logre una fotodetección sensible a la polarización con un rendimiento récord. A diferencia del trabajo anterior, los dispositivos basados ​​en el cristal de heteroestructura aprovechan deliberadamente la anisotropía de la perovskita 2D y el campo eléctrico incorporado de heteroestructura, permitiendo la primera demostración de un fotodetector sensible a la polarización basado en heteroestructura de perovskita que funciona sin la necesidad de suministro externo de energía. Notablemente, la sensibilidad de polarización del dispositivo supera todos los dispositivos informados basados ​​en perovskita; y puede ser competitivo con fotodetectores convencionales basados ​​en heteroestructura inorgánica. Estudios posteriores revelan que el campo eléctrico incorporado formado en la heterounión puede separar de manera eficiente esos excitones fotogenerados, reduciendo su tasa de recombinación y, por lo tanto, mejorando el rendimiento del fotodetector sensible a la polarización resultante.

"La alta sensibilidad de polarización se logra con éxito en un fotodetector sensible a la polarización autoimpulsado basado en una heteroestructura de perovskita híbrida monocristalina 2D / 3D que se cultiva a través de un método de solución delicada, "afirma el autor, "Este innovador estudio amplía la selección de materiales que se pueden utilizar para fotodetectores sensibles a la polarización de alto rendimiento, y en consecuencia, las estrategias de diseño ".