近年来，自动驾驶等领域的快速发展对能够同时获取光强、波长和偏振态信息的偏振敏感光电探测器提出了迫切需求，偏振信息可有效增强复杂环境下的目标识别精度。然而，传统偏振探测器多依赖外部偏振元件，导致器件结构复杂、体积庞大、集成度低。二维半导体材料凭借原子级厚度、高载流子迁移率、宽范围可调带隙及独特的晶格各向异性，为构建小型化、高集成度偏振光电探测器提供了全新途径。其中，二维异质结通过调控异质结界面的能带对齐与内建电场，可实现高效电荷分离与强偏振依赖光响应，从而突破单一二维材料本征各向异性有限、探测光谱范围受限的瓶颈。因此，二维异质结被认为是提升偏振探测性能的核心策略，但如何实现高偏振比仍是该领域面临的关键挑战。
近期，中国科学院半导体研究所魏钟鸣研究员团队针对二维半导体异质结偏振光电探测器的研究现状，系统综述了 “偏振工程”的技术框架。该综述全面梳理了二维半导体异质结的结构设计(涵盖垂直异质结与横向异质结两类构型)、光电探测机制及响应度、探测率、偏振比等关键性能指标，重点归纳了提升偏振灵敏度的技术路径：晶向取向设计、偏压调控、栅压调制、铁电增强等方案。在此基础上，该综述进一步总结了偏振光电器件在偏振分辨成像与目标识别、可重构数字逻辑与信号处理、偏振编码光通信等方面的功能演示与应用进展，并从大面积高质量材料制备、器件阵列均匀性以及CMOS集成兼容性三个维度，指出了该领域从基础研究走向实际部署面临的关键挑战与未来在界面可控堆叠、阵列优化、多功能集成及面向应用的器件设计等方面的发展前景。
该综述以“Polarization engineering of photodetectors based on 2D semiconductor heterostructures”为题，发表于《应用物理评论》(Applied Physics Reviews)，半导体所博士生汤小洁为第一作者，魏钟鸣研究员、北京交通大学于雅利和中南大学钟绵增教授为共同通讯作者。该工作得到国家重点研发计划(2024YFA1409700)、国家自然科学基金(62125404、62504015、U24A20285、62574195)、北京市自然科学基金(Z220005)、北京交通大学人才基金(2024XKRC091)以及中国博士后科学基金(GZB20250150)等资助。
