体光伏效应理论的近期进展

体光伏效应（BPVE）发生在空间反演对称性破缺的固体中，指由于均匀光照而产生直流电流，无需异质结构或界面，这一特征有别于传统光伏效应。其存在几乎在 50 年前就被证实，但预测性理论仅在近十年出现，使得识别不同机制并确定其在真实材料中的相对重要性成为可能。现在普遍接受存在一种对散射不敏感的内禀机制，称为移位电流（shift current），第一性原理计算现已能给出高度准确的预测。另一种重要但更外禀的机制，称为弹道电流（ballistic current），也正吸引大量关注，但由于散射过程复杂，其对真实材料的数值计算直到最近才得以实现。此外，在圆偏振光下会出现一种内禀弹道电流，通常称为注入电流（injection current），并在实验中具有广泛应用。本文回顾了与理论发展相关的实验，并将相当篇幅用于讨论 BPVE 理论及其数值实现的近期进展。作为新近发展理论能力的展示，简要回顾了由理论发展所启用的材料设计策略。最后，讨论了 BPVE 领域中遗留的问题及可能的未来方向，以启发进一步研究。