基于 p-n 的传统光伏效应，由于受到肖克利—奎伊瑟极限（Shockley-Queisser detailed balance limit）的基本制约， 其最大光电压通常不能大于材料能隙，限制了实际应用范围。 非线性光伏效应为超越肖克利—奎塞尔极限限制提供了可能 ，是凝聚态物理和材料科学研究前沿。基于降维可提升非线性光伏效率的基本设计原则，二维半导体材料，如二硫化钼MoS ₂ ，吸引了非线性光伏效应研究的广泛兴趣。虽然非线性光伏效应，特别是自旋极化的圆偏振非线性光电流，已在各种二维体系里面得到验证，但 以前研究基本上都是简单直接地将其归为圆光伏效应，而忽视了圆光子拖曳效应的贡献。 考虑到圆光子拖曳效应是一种更加普适、可出现在任何体系的现象，以前直接忽略其存在的做法是非常值得商榷的，需要深入系统探索以阐明非线性圆极化光电流的真正起源。

通过理论计算和对称性分析合作， 研究进一步阐明了二维半导体MoS ₂ 中的圆光伏效应基本上是可以忽略不计的，圆偏振非线性光电流的贡献主要来自圆光子拖曳效应。 并且，理论计算表明，由于双层MoS ₂ 中层赝自旋和自旋自由度的耦合，其布洛赫波函数是层局域的，因此可以看成两个非耦合单层的叠加。这样， 双层MoS ₂ 中同时有来自上层和下层的贡献，是单层的2倍以上，很好的解释了实验中层依赖的圆偏振非线性光电流结果。 圆光子拖曳效应的层相干特性，结合其静电掺杂可调控，有望为实现紧凑、高效和快速的量子光子学和下一代光伏技术带来了前景。

相关研究成果以 “Origin of Nonlinear Circular Photocurrent in 2D Semiconductor MoS ₂ ” 为题发表在 Physical Review Letters 134, 086201 (2025) 。中国科学院物理研究所 赵岩翀 博士（已毕业）和北京大学的 陈风宇 博士为该论文的共同第一作者，中国科学院物理研究所 杜罗军 特聘研究员、 张广宇 研究员和北京大学的 冯济 教授为该论文的共同通讯作者。本研究工作获得来自芬兰阿尔托大学的 孙志培 教授、北京大学的 刘开辉 教授、 梁晶 博士、曼彻斯特大学 Mohammad Saeed Bahramy 教授等的合作和支持。受到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划和中国科学院等科研项目的资助支持。

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