中国科学院金属研究所的研究团队研制出一种新型铁电材料，该材料有望显著提升紫外光电探测器的性能。相关成果已在学术期刊《自然通讯》发表。![沿三个低指数晶带轴的SATO薄膜原子结构。(ac) 分别沿[1120]、[1100]和[0001]晶带轴观察的高角度环形暗场(HAADF)扫描透射电子显微镜(STEM)图像;(df) 分别沿[1120]、[1100]和[0001]晶带轴观察的环形明场(ABF)扫描透射电子显微镜(STEM)图像。SATO结构由沿c轴堆叠的交替排列的岩盐结构块(R)和尖晶石结构块(S)组成。比例尺：1 nm。](https://img.wedoany.com/2026/0129/20260129101411150.jpg)
光电探测器是光电子领域的核心器件，将光信号转化为电信号，广泛应用于光通信与环境监测等领域。然而，同时实现高速、高灵敏与低噪声的探测一直存在挑战。铁电材料因其内部自发电场利于光生电荷分离而被视为潜在解决方案，但材料内部复杂的畴壁结构通常会散射电荷，制约了器件响应速度。
为攻克这一难题，该团队设计并合成了名为 SrAl₁₁₋δTiO₁₉(SATO) 的新型薄膜。通过像差校正透射电子显微镜分析，该薄膜呈现出沿c轴极化的单畴结构，有效避免了畴壁的不利影响。铁电测试显示其剩余极化强度为7.8 μC/cm²，且极化状态可保持超过500小时。
在光电性能方面，基于此 铁电薄膜 的探测器展现出显著优势。其在330纳米紫外波段的响应度达到860 mA/W，探测率为1.63 × 10¹³ Jones，上升与下降时间分别为6.8纳秒和17.7纳秒。其响应速度较传统铁电探测器提升了近四个数量级。
这项研究通过材料设计解决了畴壁散射这一关键问题，为开发新一代高性能 紫外光电探测器 提供了新的材料路径。此类高性能探测器在高速光通信、精密传感与空间科学等领域具有应用前景。
出版详情：作者：Xuexi Yan等人，标题：《具有超快响应速度的铁电紫外光电探测器材料》，发表于：《自然通讯》(2025)。期刊信息：《自然通讯》
