近日，武汉大学肖湘衡教授团队在期刊《Advanced Optical Materials》上发表了标题为“Anisotropic low-dimensional materials for polarization-sensitive photodetectors: from materials to devices”的综述文章。

光电探测器已广泛应用于军用和民用领域，如光通信、光纤传感、光电成像、环境监测等，此外，与传统的薄膜光电探测器相比，基于低维材料的光电探测器具有更优异的性能，具有更广阔的应用前景。近年来，由于偏振成像、高对比度偏振器、偏振传感、光学雷达等特殊应用，偏振敏感光电探测器受到了广泛的关注。当光与物质相互作用时，电矢量的作用远强于磁矢量。电矢量的振动方向垂直于光的传播方向，根据电矢量的振动态，光可以大致分为自然光、完全偏振光（包括线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光）和部分偏振光。由于光的这种特性，光的偏振态为其探测和应用提供了新的自由度。早期的偏振敏感光电探测器主要集中于宏观各向异性，这需要复杂的技术来进行图案和对准，各向异性低维材料具有正交、单斜和三斜等低对称性晶体结构，因此具有固有的各向异性特性从而适用于偏振光敏感光电探测器。

图1 用于偏振敏感光探测器的各向异性低维材料体系，包括一维系统（又分一维材料、一维耦合系统和一维异质结）、二维系统（又分二维材料、二维同质结、二维垂直异质结、二维水平异质结和二维耦合系统）和混维系统（又分一维/块体材料PN结、二维/块体材料PN结和二维/二维/块体材料异质结）

 近年来基于各向异性低维材料的偏振敏感光电探测器得到了广泛的研究。一些低维材料由于其固有的低对称性晶体结构或外部几何形态而表现出一定的各向异性特性，包括各向异性振动、光学、电子和电学性质。通常，当偏振光与各向异性介质相互作用时，光的偏振态会呈现出一定的规律性变化。因此，各向异性低维材料非常适合制备偏振敏感光电探测器。本文综述了近年来基于各向异性低维材料的偏振敏感光电探测器的研究进展。低维材料的低对称性是偏振敏感光探测的关键，因此，首先根据元素类型对各向异性低维材料进行分类，在此基础上详细阐述了各向异性物理性质，如振动各向异性、光学各向异性和电学各向异性，为各向异性的光电特性奠定了基础；接下来从工作机理到实际器件详细介绍了基于各向异性低维材料的偏振敏感光电探测器（图1）；最后对本文进行了简要的总结，并提出了进一步发展基于低维材料体系的偏振敏感光电探测器的机遇。本文旨在通过阐述近年来的研究工作并分析其内部工作机理，指出基于各向异性材料体系的偏振敏感光电探测器的可行性和意义。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adom.202102436

（通讯员：王晶）