我們制備了超薄的高質(zhì)量二維碘化鉛晶體，并且通過它實現(xiàn)了對二維過渡金屬硫化物材料光學性質(zhì)的調(diào)控?！睂O研興奮地介紹。日前，南京工業(yè)大學王琳教授課題組的這一成果，發(fā)表在國際權(quán)威期刊《先進材料》(Advanced materials)上。

“我們首次制備的這一超薄碘化鉛納米片，專業(yè)術(shù)語稱為‘原子級厚度的寬禁帶二維PbI2晶體’，是一種超薄的半導體材料，厚度只有幾個納米。而且，我們采用了溶液法來合成，這種方法對設備要求很低，具有簡單、快速、高效的優(yōu)點，能夠滿足大面積和高產(chǎn)量的材料制備需求。 合成出的碘化鉛納米片具有規(guī)則的三角形或者六邊形形狀，平均尺寸六微米，表面光滑平整，光學性能良好。”論文第一作者、南京工業(yè)大學博士研究生孫研說，“之后，我們把這一超薄的碘化鉛(PbI2)納米片與二維過渡金屬硫化物(TMDs)結(jié)合，進行人工設計，把它們堆疊到一起，制備出了不同類型的PbI2/TMDs異質(zhì)結(jié)。我們發(fā)現(xiàn)碘化鉛(PbI2)納米片的光學帶隙很特別，和不同的單層TMDs材料之間能夠形成不同的界面能級排列，因此能夠獲得不同類型的異質(zhì)結(jié)，因為能級排列方式不一樣，因此碘化鉛能夠?qū)Σ煌琓MDs材料的光學表現(xiàn)起到不同影響。”

據(jù)孫研介紹，二維過渡金屬硫化物材料包括MoS2、WS2、WSe2等，經(jīng)過理論計算和實驗結(jié)果表明，MoS2/PbI2異質(zhì)結(jié)(即一型異質(zhì)結(jié))形成跨立型能帶排列，這種能帶結(jié)構(gòu)可以有效地增強單層MoS2發(fā)光，提高發(fā)光效率，有利于制作像發(fā)光二極管、激光這類的器件，應用在顯示與照明中;而WS2/PbI2和WSe2/PbI2異質(zhì)結(jié)(即二型異質(zhì)結(jié))屬于錯開型能帶排列，表現(xiàn)為WS2與WSe2發(fā)光強度減弱、光生電子和空穴向相反的方向傳輸，可以利用在光電探測器、光伏器件等領(lǐng)域。

這一工作成果實現(xiàn)了超薄碘化鉛對二維過渡金屬硫化物材料光學性質(zhì)的調(diào)控，充分展現(xiàn)了其在二維材料能帶工程中的靈活性和多樣性，與傳統(tǒng)以硅基材料為主體的光電子器件相比，課題組的這一新方法，由于所采用的材料具有柔性、微納尺寸特點，因此可以應用在制備柔性化、可集成的光電子器件方面，“基于碘化鉛納米片的二維半導體異質(zhì)結(jié)，在可集成化的微納光電器件領(lǐng)域有著廣闊的應用前景，為制造太陽能電池、光電探測器等等，也提供了一個新思路。”孫研說。（中化新網(wǎng)）