鐵電材料在強(qiáng)光作用下孕育了較多獨(dú)特且優(yōu)異的物理性質(zhì)。就鐵電和光電耦合而言，具有光伏效應(yīng)的鐵電材料在光電子領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景，并逐漸發(fā)展成為新一代光電子器件的有力候選者。然而，多數(shù)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)鐵電體擁有較寬的帶隙，僅能吸收8-20％范圍的可見(jiàn)光，例如，傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)陶瓷鐵電體, BaTiO3(-3.2 eV)，LiNbO3(-3.6 eV)，BiFeO3(-2.7 eV)和Pb(Zr, Ti)O3(-3.6 eV)。具有窄帶隙（Eg < 2.0 eV）的鐵電材料仍然稀缺，阻礙了鐵電與光電耦合的實(shí)際應(yīng)用。
中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“無(wú)機(jī)光電功能晶體材料”研究員羅軍華團(tuán)隊(duì)聚焦光與鐵電材料的相互作用，化學(xué)創(chuàng)制料系列具有優(yōu)良半導(dǎo)體光電特性的雜化光鐵電體，開(kāi)辟了“雜化光鐵電半導(dǎo)體”的研究新領(lǐng)域。近日，團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一例具有窄帶隙的二維多層雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體。該光鐵電體擁有5.2 μC/ cm2自發(fā)極化以及1.8 eV的直接窄帶隙。研究結(jié)合了鐵電極化特性和優(yōu)良的半導(dǎo)體性能，在其晶體學(xué)bc平面內(nèi)獲得了明顯的面內(nèi)鐵電光伏效應(yīng)。利用該鐵電光伏效應(yīng)，科研人員開(kāi)發(fā)了面向?qū)捁庾V波段的自驅(qū)動(dòng)探測(cè)器，獲得了1.5 μA/cm2的電流密度及高達(dá)105量級(jí)的光電開(kāi)關(guān)比。該研究擴(kuò)展了新概念的光電器件應(yīng)用，并為光-鐵電材料的設(shè)計(jì)提供了新思路。
相關(guān)研究結(jié)果以通訊的形式發(fā)表在《自然-通訊》上，孫志華為論文的共同通訊作者，國(guó)科大博士研究生韓世國(guó)為論文第一作者。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計(jì)劃“從0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)優(yōu)秀青年基金等的資助。
