智能化和微型化是传感器件及其集成系统的重要发展方向，实现无源的自驱动光电响应是实现该目标的有效在途径之一。偏振光电探测在信息安全、空中预警以及远程监控等领域有着广阔的应用前景，其中日盲深紫外波段(UVC, 200-280 nm)表现出较强的抗干扰能力，对发展高性能探测器件具有重要意义。目前，大多数能够在UVC波段工作的偏振探测器通常需要额外供电才可实现，例如基于传统半导体制备的p-n结探测器，需要优化器件构架、调控两个或多个异质结电极之间的功函数差，为光生载流子输运提供驱动力。相比而言，铁电材料具有自发极化效应，正负电荷中心不重合形成的强内建电场，为载流子输运提供直接驱动力。该作用机制完全不同于半导体材料p-n结，在实现器件智能化与微型化、发展新型无源光电器件方面展现出良好的发展潜力。

二维钙钛矿铁电体具有独特的结构多样性和兼容性，有利于精准设计与可控组装。在光照下沿着配位骨架层内的极化方向形成内建电场，电极两端产生的工作电压(即铁电体光伏效应)为光生载流子分离与输运提供驱动力；进一步结合配位骨架的优异传输性能，为无源条件下的偏振自驱动探测提供了可能。因此，立足材料各向异性的铁电与光电性能，二维钙钛矿铁电体是构筑自驱动偏振光电探测器的理想候选体系。

近日，中国科学院福建物质结构研究所的孙志华研究员与罗军华研究员以实现自驱动光电探测为功能导向，以设计合成强光电耦合的铁电半导体作为主要目标，通过引入间隔阳离子(CH₃)₂CHCH₂NH₂对三维(CH₃NH₃)PbCl₃模板进行剪裁设计，成功构筑了一例具有强烈各向异性和较宽光学带隙的二维铁电体材料[(CH₃)₂CHCH₂NH₃]₂(CH₃NH₃)Pb₂Cl₇，立足于铁电自发极化所产生的体光伏效应以及各向异性的光电响应，即铁电性与半导体光电特性的耦合过程，实现了材料在UVC波段范围内的自驱动偏振探测。

该化合物是一例双轴铁电体，具有典型的二维多层堆积结构，沿着不同方向表现出强烈的各向异性。其中，沿着晶体学c-轴方向具有方向可翻转的自发极化效应，饱和极化强度约为2.5 μC/cm²。通过变温的介电谱、二阶非线性光学(SHG)和光学轴等表征方法证实了化合物在312 K附近的铁电相—顺电相转变；与此同时，在晶体的b-轴和c-轴方向测得几乎相同的电滞回线，很好地证实了化合物的自发极化翻转过程以及双轴铁电性。

以高质量晶体为基础组装光电探测器件。在266 nm光的辐射下，晶体器件沿着自发极化的方向表现出显著的铁电体光伏效应，其中短路电流密度可以达到~3.6 μA/cm²。尤其在266 nm偏振光辐射以及零偏压时，基于该铁电化合物的晶体器件展现出强烈偏振角度依赖的光电响应，沿着极化方向的光电流最强，而垂直于极化方向的光电流显著降低，由偏振光产生的两者之间的比值超过2.5，优于很多传统二维材料组装的p-n结器件。随着温度逐渐升高，晶体器件对偏振光的响应逐渐衰弱，当从铁电相转变为顺电相时，自驱动偏振光电流则完全消失，进一步证实了铁电与光电特性的耦合过程决定了器件的偏振光自驱动探测行为。该工作很好地拓展了二维铁电体材料在光电领域的应用范围，为后续发展新型的智能化与微型化器件及其集成系统提供了有益参考。