Fotodetectores sensíveis à polarização baseados em semicondutores anisotrópicos exibem uma ampla gama de vantagens em aplicações especializadas, como astronomia, sensoriamento remoto, e multiplexação por divisão de polarização. Para a camada ativa de fotodetectores sensíveis à polarização, pesquisas recentes focam em perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas bidimensionais (2D), onde lajes inorgânicas e espaçadores orgânicos são alternativamente dispostos em estruturas em camadas paralelas. Comparado com materiais 2D inorgânicos, importante, a solução de acessibilidade de perovskitas híbridas possibilita a obtenção de seus grandes cristais a baixo custo, oferecendo oportunidades empolgantes para incorporar anisotropia fora do plano de cristal para fotodetecção sensível à polarização. Contudo, limitado pela anisotropia de absorção da estrutura do material, a sensibilidade de polarização de tal dispositivo permanece baixa. Assim, uma nova estratégia para projetar perovskitas híbridas 2D com grande anisotropia para fotodetecção sensível à polarização é urgentemente necessária.

As heteroestruturas fornecem uma pista para enfrentar este desafio. Por um lado, a construção de heteroestruturas pode melhorar a absorção óptica e as densidades de portadores livres do compósito. Por outro lado, o campo elétrico embutido na heterojunção pode separar espacialmente os pares elétron-buraco fotogerados, reduzindo significativamente a taxa de recombinação e aumentando ainda mais a sensibilidade para fotodetectores sensíveis à polarização. Portanto, a construção de heteroestruturas monocristalinas de perovskitas híbridas 2D anisotrópicas realizaria dispositivos com alta sensibilidade de polarização.

Em um novo artigo de pesquisa publicado no National Science Review , cientistas do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria, A Academia Chinesa de Ciências cria um cristal de heteroestrutura 2D / 3D, combinar a perovskita híbrida 2D com sua contraparte 3D; e obter fotodetecção sensível à polarização com desempenho recorde. Diferente do trabalho anterior, dispositivos baseados no cristal de heteroestrutura deliberadamente alavancam a anisotropia da perovskita 2D e o campo elétrico embutido da heteroestrutura, permitindo a primeira demonstração de um fotodetector sensível à polarização baseado em heteroestrutura de perovskita que opera sem a necessidade de fornecimento de energia externo. Notavelmente, a sensibilidade de polarização do dispositivo ultrapassa todos os dispositivos baseados em perovskita relatados; e podem ser competitivos com fotodetectores convencionais baseados em heteroestrutura inorgânica. Outros estudos revelam que o campo elétrico embutido formado na heterojunção pode separar com eficiência os excitons fotogerados, reduzindo sua taxa de recombinação e, portanto, melhorando o desempenho do fotodetector sensível à polarização resultante.

"A alta sensibilidade de polarização é alcançada com sucesso no fotodetector sensível à polarização auto-dirigido com base em uma heteroestrutura de perovskita híbrida 2D / 3D monocristalina que é cultivada por meio de um método de solução delicado, "afirma o autor, "Este estudo inovador amplia a escolha de materiais que podem ser usados ​​para fotodetectores sensíveis à polarização de alto desempenho, e correspondentemente, as estratégias de design. "