【寧夏大學(xué)新聞中心訊 前沿科學(xué)與技術(shù)學(xué)部】近日，我校在二維范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)載流子動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，有關(guān)成果以《Selective Interfacial Excited-State Carrier Dynamics And Efficient Charge Separation in Borophene-based Heterostructures》為題發(fā)表于材料學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》（IF=32.08，中科院一區(qū)TOP）上，寧夏大學(xué)為第一單位，材料與新能源學(xué)院馬薇副教授為通訊作者，材料與新能源學(xué)院2020級(jí)微電子學(xué)與固體電子學(xué)碩士研究生康育沖為第一作者，材料與新能源學(xué)院李海波教授、德國(guó)馬克斯·普朗克研究所張進(jìn)博士和德國(guó)馬克斯·玻恩研究所張佳博士為共同通訊作者。

該論文是我校首篇以第一單位發(fā)表于《Advanced Materials》上的學(xué)術(shù)成果，在我校材料等相關(guān)學(xué)科建設(shè)方面具有顯著的標(biāo)志性。

硼烯基異質(zhì)結(jié)構(gòu)中選擇性的電荷轉(zhuǎn)移示意圖

硼烯（Borophene）作為一種新型二維材料，憑借其優(yōu)異的電子特性而引起了廣泛的研究興趣。過(guò)渡金屬硫族化合物（TMDC）具有優(yōu)異的半導(dǎo)體性、很強(qiáng)的激子效應(yīng)，其與硼烯構(gòu)成的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)具有強(qiáng)量子限域效應(yīng)和量子相干效應(yīng)。異質(zhì)結(jié)中的載流子動(dòng)力學(xué)是承載光電功能性的基礎(chǔ)，從原子尺度深入理解硼烯與TMDC間的載流子激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程將為設(shè)計(jì)和優(yōu)化器件性能提供重要的理論指導(dǎo)。馬薇課題組基于含時(shí)密度泛函理論，利用實(shí)時(shí)演化的從頭算非絕熱分子動(dòng)力學(xué)(NAMD)方法，從原子尺度系統(tǒng)研究了硼烯與MoS₂之間的量子相互作用和載流子激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)不同的硼烯同素異形體與MoS₂之間的載流子激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程展現(xiàn)出選擇性的電荷傳輸行為。進(jìn)一步的分析還表明，不同硼烯同素異形體與MoS₂之間形成的不同肖特基勢(shì)壘、電子耦合，以及不同聲子模式的參與共同促成了層間的選擇性電荷傳輸動(dòng)力學(xué)過(guò)程。該研究結(jié)果從原子尺度深入理解了硼烯與MoS₂之間的量子相互作用與載流子激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，加深了對(duì)范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)中量子相互作用機(jī)制的理解，并為高效光電、光伏器件的設(shè)計(jì)提供了新的視角。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202307591

（責(zé)任編輯：楊雯）