复旦大学未来信息创新学院教授张荣军研究小组深入研究了新型准一维范德华材料钽镍硒晶体(Ta2NiSe5)在能见光到红外波段的巨大表面，首次报告了已知范德华材料中最高的表面双折射值，阐述了其物理机制，为下一代偏振敏感光电子设备和集成光子学的设计和实现提供了新的线索。相关研究最近发表在《物理进展报告》上。

各种光学在光子控制和偏振检测等前沿应用中起着关键作用。双折射和二向色性是各种材料光学的重要参数，但主流无机固体和液晶系统的双折射普遍较低，不能满足日益增长的小型化、高精度光学系统的需要。由于强内键合和弱固层相互作用引起的各种特点，二维范德华材料近年来已成为材料科学及相关设备研究领域的重点。

研究小组系统地研究了准一维范德华晶体Ta2NiSe5的各种表面光学、电学和光电。根据一系列实验测试数据，Ta2NiSe5在能见光到红外波段表现出高表面内双折射，最大双折射高达近2.0，是已知报道的最大的表面内双折射范德华晶体材料。机制研究表明，Ta2NiSe5晶体独特的准一维结构和极化率的强对比协同效应，共同促进了其强表面的各种光学。

此外，研究小组还设计并制备了一种基于Ta2NiSe5的光电探测器，以研究其各种电学和光电。探测器表现出许多优异的性能，包括广泛的响应光谱范围、快速的响应时间、各种显著的光电和红外高分辨率偏振成像能力。

研究小组表示，Ta2NiSe5是下一代偏振敏感红外探测器、高精度成像系统和集成光子芯片的理想材料平台，兼顾各种大结构、高极化率对比和集成。未来，这项工作有望引发对其他低对称范德华材料的系统探索，促进小型化、超高性能光电器件的发展。