全球短讯！科学家提出光电可控二维杂化异质结界面设计策略

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二维杂化钙钛矿中压力驱动的多重荧光状态转换。

二维杂化半导体异质结是现代光电子器件的重要组成部分，通过选择有机和无机组分以及调制界面相互作用，可以实现材料的电子结构和光电特性的微观设计。然而，如何实现对半导体异质结带边电子态的连续调节并控制界面电荷分布一直是一项巨大挑战。为此，北京高压科学研究中心（HPSTAR）研究员吕旭杰带领国际团队，以有机半导体插层的二维卤化物钙钛矿为模型系统，首次通过压力调控实现了二维杂化半导体异质结电荷分布的连续调节和带边电子态的可控重构。

相关研究11月2日发表于《科学进展》。

通过引入不同的有机半导体可以在二维杂化卤化物钙钛矿中实现多种能带匹配方式，如Type-I型的 (3T)₂PbI₄、Type-II型的(4Tm)₂PbI₄和反Type-I型的(BTm)₂PbI₄。该团队利用这类二维杂化异质结中有机和无机组成单元在压力调节下的不同响应速率，实现了对其带边电子态和光电特性的设计和调控。该工作首次提出一种“压力门控”策略：在Type-II型(4Tm)₂PbI₄中实现了压力驱动的能带匹配方式翻转（Type-II变为Type-I），并发现由于带边载流子的热激活迁移，有机-无机界面处的能带匹配转变在室温下无法被很好地确定，只有在较低温度下才可以被清晰分辨；在反Type-I型(BTm)₂PbI₄中实现了压力驱动的多次能带匹配方式翻转（反Type-I到Type-II再到Type-I），从而在单一材料中实现压力驱动的多种荧光状态调控。

该工作有助于加深人们对半导体异质结界面调控的理解，为设计具有可控光电性质的二维杂化异质结提供了新思路。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add1984