近日，长江大学徐德高教授和湖南师范大学研究团队合作完成的研究成果以题为“Two-dimensional Janus NbOClI: A promising anisotropic unit for multifunctional optoelectronic devices”在物理学自然指数期刊Physical Review B上发表。长江大学为第一单位，我院徐德高教授为第一作者，我院杨文星教授和湖南师范大学欧阳钢教授为共同通讯作者。
该研究团队通过打破NbOCl2中的空间反演对称性来设计Janus NbOClI单层。通过第一性原理计算对其力学和光电特征进行详细而全面的研究，发现Janus NbOClI由于原子电负性差异和Peierls畸变而展现出巨大的面外压电响应（d31 = 0.87 pm/V）。Janus NbOClI中的本征内建电场可导致在宽的pH范围中实现与外部应变无关的高效光催化水分解功能。得益于其显著的线二向色性，研究团队构筑了高偏振灵敏度的光电探测器，该光电探测器利用光学伽伐尼效应（Photogalvanic effect）可产生各向异性的自供电光电流。此外，还可通过应变梯度工程显著增强该自供电光电流，并通过挠曲电效应和压电效应的协同耦合来实现自整流功能。在上述研究基础上，研究团队还提出了三通道光通信方案的概念验证，可将二进制信号的输出效率提升50%。该研究成果提出了一个迷人的功能耦合架构，有望在多功能光电器件和下一代片上集成光电子学等方面取得重要应用。
该工作得到了国家自然科学基金项目的支持。
论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.155405
