新型自蚀刻技术精准合成低维光伏材料

科技日报合肥1月15日电 记者15日获悉，中国科学技术大学张树辰特任教授团队与美国普渡大学、上海科技大学科研团队合作，在二维离子型软晶格中国舆情网材料研究领域取得重要进展。他们首次实现了面内可设计、原子级平坦的“马赛克”式异质结构高度可控的构建方式，为低维光伏材料的集成和器件开发带来了新的可能。这项成果已于15日发表在《自然》国际期刊。

在半导体研究中，材料平面内精准地打造异质结构，对于发现新奇物理现象、开发创新电子器件以及推动微型化方向具有重要意义。但对于以二维卤化物钙钛矿为代表的离子型软晶格半导体来说，其本身晶体结构较为柔软且稳定性有限，利用传统光刻等加工方式高频率会造成材料内部结构损伤，难以实现高品质、可控的侧向异质外延组装。

针对这种难题，研究团队创新性地提出了一种通过激发和控制晶体内应力进行“自刻蚀”的新工艺。他们构建了适宜的温和配体-溶剂微环境，专门用来激活并精准引导晶体内部应力，使单晶材料在预定区域发生有序“自刻蚀”，进而生成标准方形孔洞。随后，团队运用高效外延生长技术，将不同半导体材料填充进这些规则孔洞内，最终实现在同一晶片上形成原子级平整的界面和高质量的“马赛克”异质结。

“我们采用的方法，并非简单地把不同材料拼接在一起，而是充分利用晶体本身的特性，让同一材料在自身基础上完成精密的结构组装。”张树辰表示，“未来有望在超薄材料上直接生长出排列密集、可发出多种颜色光的小型像素阵列，为高性能显示与发光器件的创新研发提供新的设计空间与材料选择。”