近日，复旦大学未来信息创新学院张荣君教授带领研究团队在国际期刊Journal of Materials Science & Technology 上发表题为“Broadband polarimetric photodetector based on semimetallic 1T'-MoTe₂/MoSe₂ heterojunction for self-powered imaging and coded communication”的研究论文，通过协同能带工程和晶体各向异性，在自供电偏振敏感光电探测器研究方面取得重要进展。

研究团队首先对1T′-MoTe₂晶体的本征光学性质进行了系统研究。通过角分辨拉曼光谱与穆勒矩阵椭偏仪的联合表征，系统分析了材料在不同波长光照下光学响应随偏振角度的演化规律。结果表明，其独特的低对称性晶格结构导致光学吸收呈现显著的面内各向异性，从而在材料层面奠定了偏振相关光电响应的物理基础。该发现不仅深化了对拓扑半金属材料光物理行为的理解，也为后续设计具有偏振敏感功能的光电器件提供了关键依据。

图1 1T’-MoTe₂晶体的平面内光学各向异性

基于对材料本征光学特性的深入理解，研究团队通过能带工程设计构建了1T′-MoTe₂/MoSe₂范德华异质结。能带分析表明，异质结界面形成的内建电场有效促进了光生载流子的分离与提取，同时将暗电流抑制至约10^-13 A水平，显著提升了器件的信噪比与探测灵敏度。该探测器表现出优异的自供电特性，在紫外至近红外波段具有宽谱光响应能力，响应度达72.9 mA/W，在785 nm波长下偏振消光比为2.0。此外，该器件在偏振分辨红外成像等方面展现出直接的应用潜力，为其迈向高性能、多功能集成光电子系统应用提供了可行路径。

图2 1T’-MoTe₂/MoSe₂异质结探测器的光电性能

该工作系统阐释了1T′-MoTe₂在宽谱范围内的各向异性光学性质，并基于能带工程策略，将拓扑半金属的独特能带结构与典型半导体的光电优势相结合，研制出兼具自驱动、宽谱响应与偏振敏感功能的集成光电器件。该研究为发展高性能、低功耗、小型化的新一代光电子系统提供了可行的材料方案与器件设计思路，对推动红外成像、偏振传感与光通信等技术的集成化发展具有积极意义。

复旦大学未来信息创新学院2022级直博生刘双为本文第一作者，张荣君教授、张志平副教授，以及微系统与太赫兹研究中心罗毅教授为本文共同通讯作者。研究工作受到国家自然科学基金、集成芯片与系统全国重点实验室和上海市集成电路基础研究计划项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.10.066