圓偏振光（CPL）在實際生活中存在廣泛應用，包括量子計算、光學信息處理和磁記錄。傳統CPL光探測技術依賴於線偏振片和四分之一玻片等光學元件和非手性光電探測器。這種複雜的器件結構不能滿足微型化的趨勢，同時與新興的可穿戴技術也很難兼容。
有機-無機鹵化物鈣鈦礦由於其優異的性能，近年來成為光電子領域的研究熱點。將手性有機陽離子引入到鈣鈦礦的量子阱中，賦予了二維鈣鈦礦固有的手性，使鈣鈦礦CPL探測成為了可能。然而，二維鈣鈦礦的強電子-聲子耦合，導致非輻射覆合速率增加，降低了材料的半導體性能。同時，二維鈣鈦礦面外的低遷移率很大程度上抑制了載流子的傳輸。二維鈣鈦礦通常表現出比三維鈣鈦礦低的光電流和響應度。因此，迫切需要探索新的手性鈣鈦礦材料以提高圓偏振光（CPL）的檢測效率。準二維鈣鈦礦因其傑出的半導體特性而成為有力的候選材料。
南開大學化學學院、先進能源材料化學教育部重點實驗室袁明鑑教授（點擊查看介紹）（通訊作者）課題組首次研究了手性準二維鈣鈦礦材料，並系統揭示了手性準二維鈣鈦礦([(R)-β-MPA]2MAPb2I7)的固有手性及其對CPL光子不同偏振態的區分能力。相應的準二維鈣鈦礦單晶CPL光電探測器表現出出色的探測性能。特別地，器件響應度比報道的純二維鈣鈦礦CPL光電探測器高出近一個數量級。在此基礎上，通過對薄膜的結晶動力學的調控，載流子的傳輸得到了顯著提高。研究表明，具有
均勻能量分佈的平行取向鈣鈦礦薄膜對於最大化器件的載流子收集效率至關重要。
以此材料比基礎製備的柔性手性準二維鈣鈦礦薄膜光電探測器具有對左、右旋圓偏振光的良好區分能力。通過不同曲率下的彎曲試驗，探測器表現出優異的機械靈活性和耐久性。該研究成果表明手性準二維鈣鈦礦材料有望成為一類高靈敏、高穩定性的CPL候選材料。
這一成果近期發表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是南開大學碩士研究生王琳。
A Chiral Reduced-Dimensional Perovskite for Efficient Flexible Circularly Polarized Light Photodetector
Lin Wang, Yongxiang Xue, Minghuan Cui, Yanmin Huang, Hongyu Xu, Chaochao Qin, Jien Yang, Haitao Dai, Mingjian Yuan
Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.201915912
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袁明鑑
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