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福州科研力量关注前沿突破:中科大团队在二维离子软晶格中实现“马赛克”异质结精准构筑

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1月15日,中国科学技术大学张树辰特任教授团队联合美国普渡大学、上海科技大学,在二维离子型软晶格材料领域取得关键进展——首次实现面内可编程、原子级平整的“马赛克”式异质结可控构筑。该成果当天在线发表于国际顶级期刊《自然》,为低维光伏与光电器件的集成化发展开辟了新路径。值得关注的是,这一突破也引发福建高校及福州光电产业界高度关注,为闽东北地区布局新型显示与柔性能源材料提供了前沿技术参照。

横向构建平面内异质结构,是探索低维半导体新奇物性、开发微型化器件的核心手段。但以二维卤化物钙钛矿为代表的离子型软晶格材料,因其晶格柔韧、热/化学稳定性弱,难以承受传统光刻、电子束刻蚀等剧烈加工过程,长期制约高质量横向异质集成的实现。

针对这一瓶颈,研究团队创新提出“晶体内应力引导自刻蚀”策略,并构建了一种温和可控的配体—溶剂微环境。该环境能选择性激活晶格内部应力,驱动单晶在预设位置发生有序“自我剥离”,形成规整方形孔洞;再通过快速外延生长技术,将不同组分半导体材料精准回填,最终在单片晶体内部原位构筑出晶格连续、界面达原子级平整的“马赛克”异质结。

“这不是传统意义上的材料拼接,而是在一块完整晶体中引导其自主完成精密‘自我组装’。”张树辰教授指出。该方法有望在未来实现超薄基底上高密度、多色发光像素点的直接生长,为下一代高性能Micro-LED显示、柔性光伏及集成光电子器件提供全新材料平台——这也为福州正在加快培育的新型显示产业集群带来重要启示。

(责编:杨曦、陈键)

福州科研力量关注前沿突破:中科大团队在二维离子软晶格中实现“马赛克”异质结精准构筑(图1)

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