二维材料逐渐发展成为组装新型光电器件的一类重要功能材料。基于材料本身的结构各向异性能够实现高效的偏振光探测，相关器件在偏振传感、偏振光谱和光学雷达等领域有广泛应用。近年来，具有多层钙钛矿结构的二维杂化材料表现出独特的物化与光电性质，引起了人们的广泛关注。

铁电体的重要特征是自发极化，材料极化状态在外界作用下的变化产生了诸多具有重要应用前景的光电性能。当受到本征吸收区的光均匀照射时，铁电体内部将激发非平衡载流子，自发极化形成的电场能够促进载流子分离和输运，有望获得高效的光电器件。鉴于此，二维钙钛矿铁电体在可见光和近红外区的光电探测崭露头角，但能够直接实现日盲紫外偏振探测的材料还很少。

近日，中科院福建物质结构研究所孙志华研究员等采用三维到二维的“降维设计策略”合成了一例多层钙钛矿结构二维铁电体。他们以三维甲胺氯化铅为模板骨架，通过“化学嵌入”有机乙胺阳离子，获得了兼具铁电极化和半导光电响应的二维化合物(C2H5NH3)2(CH3NH3)2Pb3Cl10。该化合物在390 K附近顺电-铁电相变，有机基元的取向重排诱导产生极化。各向异性的二维结构和宽禁带能级赋予材料在日盲紫外区表现出良好的偏振光响应。

利用“降维设计策略”所获得的这例二维铁电体，结构上仍保留与三维CH3NH3PbCl3原型类似的无机骨架，并且表现出较宽的禁带能级(~3.35 eV)。特别地，“化学嵌入”的有机组分与无机骨架之间交替排列，形成类似量子阱的二维晶体结构，赋予化合物强烈各向异性的光学、电学及光电性能，使得该材料在日盲紫外区的偏振探测方面展现出潜在优势。另外，晶体结构中的有机阳离子表现出较强的运动自由度，发生有序-无序的结构转变，为诱导铁电性提供了驱动力。在外电场作用下，基元取向重排诱导产生铁电性(饱和极化强度为1.9 μC/cm2), 所形成的极化电场促进载流子分离和输运，从而提升器件性能。

最终，立足高质量单晶所组装的晶体光电器件，在日盲紫外区域展现出良好的偏振探测性能。在266 nm光照下，实现了较高的二向色性比（~1.38）和光暗电流比(2.3×103)。相关工作为后续设计组装宽禁带铁电体提供了一种新的合成策略，而且将进一步拓展此类材料在光电领域的潜在应用。

论文信息：

3D‐to‐2D Dimensional Reduction for Exploiting Multilayered Perovskite Ferroelectric toward Polarized‐Light Detection in Solar‐Blind Ultraviolet Region

Zhihua Sun, Zhiyun Xu, Wen Weng, Yaobin Li, Xitao Liu, Tao Yang, Maofan Li, Xiaoying Huang, Junhua Luo

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202009329