Nature：层状钙钛矿异质结构定向组装为单晶

坡肉先生

2021-09-16

不同二维 (2D) 结构（如石墨烯和二硫化钼）的精确堆叠进一步推动了二维材料领域，揭示了它们界面上的奇异现象 。这些独特的界面通常使用机械或基于沉积的方法构建，以一次构建一个单层的异质结构 。相比之下，自组装是一种可扩展的技术，其中复杂的材料可以在溶液中选择性地形成。斯坦福大学Hemamala I. Karunadasa等人展示了一种在水溶液中将层状钙钛矿-非钙钛矿异质结构自组装成大单晶的合成策略。

本文要点：

1）使用双功能有机分子作为导向基团，研究人员分离出六层异质结构，这些异质结构形成钙钛矿板与不同无机晶格的交错，以前未知与钙钛矿结晶。

2）在许多情况下，这些共生晶格是典型无机结构类型的二维同系物。这些化合物是第一个使用有机模板形成的层状钙钛矿异质结构，并通过单晶 X 射线衍射表征。值得注意的是，这种无机结构的交错可以改变能带结构。

3）光学数据和第一性原理计算表明，钙钛矿和共生层之间的实质性耦合导致分布在两个亚晶格上的新电子跃迁。鉴于卤化物钙钛矿的技术前景，这种直观的合成路线为定向合成在水中自组装的结构丰富的复杂半导体奠定了基础。

Aubrey, M.L., Saldivar Valdes, A., Filip, M.R. et al. Directed assembly of layered perovskite heterostructures as single crystals. Nature 597, 355–359 (2021). 

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03810-x