Adv. Sci.: 多层堆叠的单层面内异质结二维硫化物的载流子传输性能

       不同2D晶体结合构建功能材料的相关研究主要集中在两个方向：垂直型van der Waals堆叠、共面共价键合单层。通过将共面单层异质结拓展构建少层或者多层van der Waals晶体能够实现更好的光吸收、同时具有薄晶体材料靠近界面的光子、能够实现高效率的载流子分离，因此可能在光伏等领域中具有优势。

       内布拉斯加大学林肯分校（UNL）Peter Sutter等报道将SnS和GeS两种van der Waals半导体材料构建多层异质结结构，其中在每个单层中实现非渐变的共价键合异质结，平面宽度达到数百个单层厚度。

        通过化学气相沉积法生长SnS，随后与GeS相连构建异质结。由于一硫化物具有非常好的表面反应活性，因此能够方便的在SnS上生长一层GeS覆盖层。SnS-GeS界面上不寻常的能带连接导致其界面上无法有效的电荷分离，但是共价键合形成的界面能够进行同层激子（电子-空穴对）传输。

        通过结构表征和化学成像分析，验证{110}界面与{001}面相互垂直，而且异质界面的位置精确度达到10 nm。通过阴极发光光谱（Cathodoluminescence spectroscopy）表征，发现在界面上能够实现非常好的电子-空穴对跨界面传输，说明这种异质材料体系中的界面共价键连接具有非常好的电子性质、浓度非常低的载流子复合位点。

        Eli Sutter, Raymond R. Unocic, Juan-Carlos Idrobo, Peter Sutter*, Multilayer Lateral Heterostructures of Van Der Waals Crystals with Sharp, Carrier–Transparent Interfaces, Adv. Sci. 2021, 2103830 DOI: 10.1002/advs.202103830 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202103830