当前电子设备依赖电子电荷存储与传输信息。科学家正探索电子的自旋特性，以开发控制电子信号的新方法。这些被称为自旋电子学的技术，有望使电子设备更小、更节能。
圆偏振光电流效应（CPGE）有望推动自旋电子学发展，它提供纯光学方法，可在非磁化材料中产生自旋极化光电流。当圆偏振光照射材料时，会产生方向取决于光的旋向的光电流。这对于在具有强自旋-轨道相互作用的材料中生成和研究自旋依赖性光电流尤其有用，因为电子运动与自旋紧密相关。然而，在设计此类材料时，一个关键问题是：光电流究竟源于材料本体极性，还是其表面？
东京科学学院（Science Tokyo）的研究人员现已证明，CPGE纯粹源于二维有机-无机杂化钙钛矿（2D-OIHP）晶体的本体结构，而非表面贡献。这一发现为调节自旋极化光电流和推进光自旋电子技术奠定了策略。
该团队由谷口浩司（Kouji Taniguchi）教授领导，成员包括东京科学学院化学系的博士生成一（Ichi Naruse）和助理教授黄柏儒（Po‑Jung Huang）。他们的研究成果于2026年9月1日在线发布，并于2026年9月16日发表在《纳米快报》（Nano Letters）第26卷第36期上。
谷口教授解释道：“CPGE与自旋极化电子态紧密相关，被视为通过光产生自旋极化光电流的重要途径。但传统CPGE测量中，表面和界面信号常与本体贡献混杂，难以确定光电流微观起源。”
研究人员在由交替的碘化铅层和1-(对甲苯基)乙基铵阳离子层构成的2D-OIHP晶体中展示了该效应。铅原子提供强的自旋-轨道相互作用，分子阳离子具有永久电偶极子，赋予晶体自发宏观极性，这些是产生自旋极化光电流的关键。
为明确CPGE起源，研究人员将2D-OIHP暴露于90°角正入射的圆偏振光下。他们检测到垂直于晶体极化的光电流，其方向随光的极性或旋向反转。此光电流测量沿x轴进行。随后，将电极旋转90°（与y轴对齐），测量平行于极化方向的光电流，但未检测到依赖于螺旋性的光电流。这与本体晶体对称性预测一致，支持CPGE的本征本体起源。本体和表面态具有不同极化和自旋取向，光正入射时，测量几何对称性可抑制表面贡献，同时本体态仍能产生CPGE信号。值得注意的是，在45°光入射角下，x轴和y轴方向均检测到依赖于螺旋性的电流，表明90°正入射对于检测本征本体CPGE至关重要。
研究人员通过合成包含右旋或左旋有机分子（对映异构体）的手性极性晶体，进一步验证了CPGE的本体起源。晶体手性决定极化方向，两对映异构晶体表现相反的极化方向。CPGE光电流的符号在两晶体间反转，清晰表明本体极性决定所产生光电流的方向。
这项研究通过揭示CPGE本体起源并展示分子设计可控制光电流方向，提供了一种利用光驱动电荷和自旋响应的潜在策略。该方法还有助于区分原子级层状杂化材料中的本体和表面光响应，从而帮助研究人员更好地理解和设计其自旋依赖性特性。谷口教授指出：“这项研究的发现有望推动手性敏感光电探测器、自旋光子器件以及基于二维杂化钙钛矿的下一代光自旋电子材料的开发。”
