二维材料体光伏效应研究进展

作者：陈晓娟; 徐康; 张秀; 刘海云^*; 熊启华^*

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(23): 183-197.

• 体光伏效应
• 空间反演对称性
• 二维材料
• 堆垛工程

体光伏效应是一种二阶非线性光电响应,指非中心对称结构材料在均匀光辐照下产生稳态的光电流.体光伏效应由于开路电压不受半导体能隙限制,并且功率转换效率可以突破Shockley-Queisser极限,因此引发广泛关注.此外,体光伏效应与固体的量子几何性质(如Berry曲率和量子度规)密切相关,是一种研究晶体电极化、轨道磁化和量子霍尔效应的有效手段.二维材料具有丰富的电、光、磁、拓扑性质及相互作用机制,可有效提高体光伏器件性能(如拓展体光伏效应响应范围等),对探索基础物理问题亦具有重要的研究价值.本文概述了体光伏效应的发展历程及其几种物理机制,重点讨论了二维材料中体光伏效应取得的研究进展,包括单一成分二维材料、二维材料堆垛工程(如二维材料同质结和异质结),以及在此基础上通过外界作用(如磁场、应变工程)实现产生或调控体光伏效应响应.最后对二维体光伏效应的发展前景进行了展望.

• 单位
  北京量子信息科学研究院; 清华大学; 低维量子物理国家重点实验室