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Sci.Adv.:操纵钙钛矿结构不对称性实现高性能自供电全斯托克斯偏振测量

知光谷  · 公众号  ·  · 2025-03-02 08:01

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开发直接全斯托克斯成像偏振测量技术对于多种应用至关重要,但仍具有挑战性。钙钛矿具有优异的光电性能和结构多样性,使其成为高性能直接全斯托克斯偏振测量的理想候选材料。然而,由于手性转移效率低,钙钛矿的手性光学活性较弱,这极大地限制了其对圆偏振光的辨别能力。这些问题亟需解决。
本文 天津理工大学王梅、南开大学姜源植袁明鉴等人 通过高通量计算发现,钙钛矿的手性光学活性与其结构手性畸变程度高度相关。我们提出通过卤化物混合构建不对称手性转移,从而增强其结构手性畸变程度,最终实现了手性光学活性的 16 倍提升。
基于此,报道了一种自供电的直接全斯托克斯偏振测量技术,其探测灵敏度高达 1.2 × 10^12 Jones,且检测误差低至 5.0%。此外,我们还展示了其在全斯托克斯成像中的应用,具有迄今为止最低的检测误差。

文章亮点总结


  1. 手性光学活性与结构手性畸变的关系
    :通过高通量计算,发现钙钛矿的手性光学活性与其结构手性畸变程度密切相关,提出通过卤化物混合增强手性畸变。
  2. 卤化物混合提升手性光学活性
    :通过卤化物混合,成功将钙钛矿的手性光学活性提升了 16 倍,显著提高了其对圆偏振光的辨别能力。
  3. 自供电全斯托克斯偏振测量技术
    :基于混合卤化物钙钛矿,开发了自供电的全斯托克斯偏振测量技术,探测灵敏度高达 1.2 × 10^12 Jones,检测误差低至 5.0%。
  4. 全斯托克斯成像应用
    :展示了该技术在低检测误差下的全斯托克斯成像应用,展示了其在下一代高分辨率成像中的潜力。
  5. 长时稳定性与高灵敏度
    :混合卤化物钙钛矿器件在 150 次开关循环和 4 个月存储后仍保持稳定的检测性能,展示了其在实际应用中的可靠性。

Quanlin Chen et al. ,Manipulating perovskite structural asymmetry for high-performing self-powered full-stokes polarimetry.Sci. Adv.11,eads6123(2025).

DOI:10.1126/sciadv.ads6123

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads6123




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