近期，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心张昌锦研究员团队联合北京理工大学，中国科学院理化技术研究所等团队，在准一维范德华材料BiSeBr发现了由中心反演对称性破缺诱导本征自陷态激子增强光电导的物理机制，并基于单根BiSeBr纳米线开发具备可见光/红外双波段偏振反转的偏振光敏探测器。该工作以“Self-Trapped Excitons and Room-Temperature Ferroelectricity in Quasi-one-dimensional Semiconductor BiSeBr for Polarization Sensitive Optoelectronics”为题，发表在ACS Nano期刊。

高性能光电探测器在光通信、智能成像和环境监测等领域具有广泛应用。在二维半导体体系中，实现高响应度往往伴随着偏振探测能力的退化，灵敏度和偏振分辨性能之间的权衡长期制约着器件综合性能的提升。主流二维材料因缺乏形成自陷态激子所必需的结构畸变单元，本征自陷态激子难以形成，限制了探测器的整体性能。

针对这一关键问题，研究团队从晶体对称性出发，选取准一维范德华材料BiSeBr为模型体系。该材料中心反演对称性破缺赋予其本征铁电性和内建极化场，并诱发强电子‑声子耦合，从而产生显著的本征自陷态激子效应，表现为宽谱荧光发射和高达0.85 eV的斯托克斯红移。研究发现，本征自陷态激子通过高效捕获空穴，同时赋予材料高效光吸收、强载流子局域化以及长载流子寿命三大优势，内建极化场进一步促进了光生电子‑空穴对的分离。三者协同作用，显著增强了光电导。研究团队结合系统实验表征与第一性原理计算，揭示了自陷态激子诱导光电导增强的完整光物理图像。在此基础上，团队制备了BiSeBr纳米线光电探测器，从物理上解决了灵敏度和偏振分辨性能之间的权衡问题。研制的BiSeBr纳米线探测器在520 nm光照下响应度高达2.4×104 A W⁻¹，比探测率达到3.3×1013 Jones，响应/恢复时间为389 μs/973 μs。更重要的是，器件表现出很高的偏振灵敏度，并在可见与近红外波段之间出现偏振极性反转：690 nm下各向异性比A.R.=2.73、DLP=−0.43，980 nm下A.R.=2.49、DLP=0.42。利用线二色性（LD）在约948 nm处的极性反转，团队实现了可见与近红外双波段偏振成像，可清晰分辨“HFIPS”字样。该研究为突破光电探测器灵敏度和偏振性能权衡提供了新的物理机制和技术路径。

强磁场中心博士后朱万里为论文第一作者，北京理工大学甄伟立博士后、理化技术研究所夏静研究员、强磁场中心王永建项目研究员和张昌锦研究员为共同通讯作者。本工作得到了科技部国家重点研发计划项目，国家自然科学基金委面上项目等研究项目的支持。