半导体异质结是两种不同的半导体材料接触形成的界面区域，蕴含着许多奇特的物理性能。通过构造不同组成的异质结体系，人们可以实现对界面处电学、光学、磁学等物理性质的调控。近些年，随着对二维材料的认知的加深，许多新奇的物理现象和优异的性能在二维材料异质结体系中得以发现，并为探索新一代的电学、光学器件提供了新的思路和方法。
与此同时，构建二维材料异质结存在着一定困难，在合成高质量和干净的二维材料异质结的界面时，往往需要昂贵的成本和精细的合成手段，比如分子束外延（MBE）和化学气相沉积（CVD）。即便如此，想要获得具有较大面积畴尺寸的异质结仍然是一个挑战。除此之外，异质结通常只能在两种具有相同晶体结构和特定晶格匹配的材料中获得，无疑限制了异质结的开发和拓展。
近日，北京航空航天大学郝维昌教授研究小组和澳大利亚伍伦贡大学杜轶博士研究小组合作报道了一种通过应力工程在单一化合物的二维半导体纳米片（BiOBr）中构建侧向赝异质结（lateral pseudoheterostructure）的方法。他们发现由于BiOBr具有层状的二维结构，其晶体结构和电子结构对应力非常敏感。利用水热合成的方法，他们在CTAB作为溴来源以及层状结构模板的合成条件下，可以通过控制纳米片的生长过程调节应力的大小。当纳米片中的应力通过边缘结构的重构有效释放时，可以得到应力在纳米片边缘与中心部分的不同分布。如图1所示，在有不同应力的区域就会产生一个干净和连续的平整界面。
图1. 侧向赝异质结的结构表征
通过对单个纳米片光电流的表征（图2），研究人员发现在相同的实验条件下，具有这种侧向赝异质结结构的纳米片表现出大约一个数量级的光电流增强效果。这种增强主要源于侧向赝异质结的异质结行为使光生载流子的寿命有效提高。该工作提供了一种通过应力工程构建功能化二维侧向异质结结构的新思路和方法，有望克服传统构建异质结结构中存在的晶格匹配的问题，有效降低了成本，增加可操作性。相关工作成果发表在2D Materials 上。
图2. 对有侧向赝异质结结构的单个纳米片的光响应表征
该论文作者为：Haifeng Feng, Jincheng Zhuang, Ashley Slattery, Liang Wang, Zhongfei Xu, Xun Xu, David Mitchell, Tian Zheng, Songlin Li, Michael Higgins, Long Ren, Ziqi Sun, Shi Dou, Yi Du and Weichang Hao
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Construction of 2D lateral pseudoheterostructures by strain engineering
2D Mater., 2017, DOI: 10.1088/2053-1583/aa7100
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