Uma equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um novo material ferroelétrico que promete melhorar significativamente o desempenho de fotodetectores ultravioleta. As descobertas foram publicadas na revista acadêmica Nature Communications.
![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)
Fotodetectores são dispositivos essenciais na área da optoeletrônica, convertendo sinais ópticos em sinais elétricos e sendo amplamente utilizados em comunicação óptica e monitoramento ambiental. No entanto, alcançar detecção simultânea de alta velocidade, alta sensibilidade e baixo ruído sempre foi um desafio. Materiais ferroelétricos são considerados uma solução promissora devido ao seu campo elétrico interno autogerado, que facilita a separação de cargas fotogeradas. Contudo, a complexa estrutura de paredes de domínio nesses materiais frequentemente dispersa as cargas, limitando a velocidade de resposta do dispositivo.
Para superar esse desafio, a equipe projetou e sintetizou um novo filme fino chamado *SrAl₁₁₋δTiO₁₉* (SATO). A análise por microscopia eletrônica de transmissão com correção de aberração revelou que o filme exibe uma estrutura de domínio único polarizada ao longo do eixo c, evitando efetivamente os efeitos adversos das paredes de domínio. Os testes ferroelétricos mostraram uma intensidade de polarização remanente de 7,8 μC/cm², e o estado de polarização pode ser mantido por mais de 500 horas.
Em termos de desempenho fotoelétrico, o detector baseado neste filme fino ferroelétrico apresenta vantagens significativas. Ele atinge uma responsividade de 860 mA/W na banda ultravioleta de 330 nm, uma detectividade de 1,63 × 10¹³ Jones e tempos de subida e descida de 6,8 nanossegundos e 17,7 nanossegundos, respectivamente. Sua velocidade de resposta é quase quatro ordens de magnitude mais rápida do que a de detectores ferroelétricos convencionais.
Esta pesquisa resolveu o problema crucial do espalhamento por paredes de domínio por meio do projeto de materiais, fornecendo um novo caminho para o desenvolvimento de fotodetectores ultravioleta de alto desempenho de próxima geração. Detectores de alto desempenho como esses mostram-se promissores para aplicações em comunicação óptica de alta velocidade, sensoriamento de precisão e ciência espacial.
