光偏振信息的探测在光学成像、全息摄影、椭圆光度测量、光谱学和量子通信等领域至关重要。光的偏振信息在经典电磁学中，可由斯托克斯参数和庞加莱球表述。传统的半导体光电探测器只能实现对光强度的探测，而偏振探测则需要引入偏振片、波片等光学元件，这些传统光学元件的引入一定程度上降低了偏振探测系统的集成度。
通过合理的材料和光子学结构设计，已经可以实现针对圆偏光或线偏光的偏振探测器。例如，利用光学超表面、手性结构的有机半导体分子和具有自旋-轨道耦合的光学结构，可实现对圆偏光的探测。利用折射率各向异性的材料或结构，可实现线偏光的探测。而基于单个器件实现对斯托克斯参数的探测，则需要结合材料分子结构、晶体结构和纳米结构的设计，如果可能，将推动多功能光电探测器件的小型化和集成化。鉴于此，中科院理化所吴雨辰研究员与新加坡南洋理工大学的凤建岗博士等人合作发展了一种毛细液桥诱导的液相加工方法，成功制备了结晶取向单一的手性二维钙钛矿单晶纳米线阵列器件，得到具有高性能的斯托克斯光电探测器。
该方法通过控制毛细液流的定向输运实现了晶体的限域成核生长过程，从而制备了有序排列和严格取向的单晶纳米线阵列。在分子尺度，插层手性胺分子赋予探测器圆偏光探测的能力，最大各向异性因子为0.15；在纳米尺度，1D钙钛矿纳米线结构赋予其线偏振光探测功能，最大偏振比为1.6。协同优异的线偏振光和圆偏振光探测性能，研究人员制备了斯托克斯光电探测器，加速了小型化、集成化的光电子器件发展。
图1. 晶体结构和斯托克斯探测器结构
沿着纳米线方向，高单晶性和严格晶体取向的纳米线允许有效的面内载流子传输，实现了47.1 A W-1的响应度和1.24×1013 Jones的检测率。同时，这种小尺寸和高性能的斯托克斯探测器进一步实现了高精度的偏振光成像。
图2.斯托克斯探测器性能表征
这一成果近期发表在了Journal of the American Chemical Society 上，文章的第一作者为中科院理化技术研究所博士生赵英杰和吉林大学化学学院博士生邱宇辰。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目（51922012，21703268，21633014）、国家重点研发计划（2017YFA0204504，2018YFA0208502，2018YFA0704803）、北京市科委项目（Z181100004418014）、北京市基金委项目（2182081）和中国科学院青年创新促进会（2018034）的支持。
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