用于斯托克斯探测的手性二维钙钛矿纳米线

Chiral 2D-Perovskite Nanowires for Stokes Photodetectors



光偏振信息的探测在光学成像、全息摄影、椭圆光度测量、光谱学和量子通信等领域至关重要。光的偏振信息在经典电磁学中,可由斯托克斯参数和庞加莱球表述。传统的半导体光电探测器只能实现对光强度的探测,而偏振探测则需要引入偏振片、波片等光学元件,这些传统光学元件的引入一定程度上降低了偏振探测系统的集成度。

通过合理的材料和光子学结构设计,已经可以实现针对圆偏光或线偏光的偏振探测器。例如,利用光学超表面、手性结构的有机半导体分子和具有自旋-轨道耦合的光学结构,可实现对圆偏光的探测。利用折射率各向异性的材料或结构,可实现线偏光的探测。而基于单个器件实现对斯托克斯参数的探测,则需要结合材料分子结构、晶体结构和纳米结构的设计,如果可能,将推动多功能光电探测器件的小型化和集成化。鉴于此,我们开发了毛细液桥诱导的液相加工方法,成功制备了结晶取向单一的手性二维钙钛矿单晶纳米线阵列器件,得到具有高性能的斯托克斯光电探测器,实现了任意偏振光的探测。我们利用分子尺度和纳米尺度的协同,在分子尺度上引入对圆偏光响应的手性胺分子,在纳米尺度上利用纳米线对线偏光的各向异性吸收,从而将圆偏和线偏的探测能力集成于同一器件。

 



Yuchen Wu's group reported a Stokes-parameter photodetector, which are responsive to arbitrarily polarization, by using intrinsic chirality of 2D perovskites and nanowire morphology. This design integrates multifunctionalities into a single-phase material, which is novel, interesting and important for the creation of devices with small footprint.



吴雨辰Yuchen Wu

中国科学院理化技术研究所

Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences

对创新的理解:
“学而不思则罔,思而不学则殆”— 孔子 ‘To study without thinking is confusing, to think without study is idle’