半导体异质结是由不同半导体材料接触形成的结构，半导体异质结表现许多不同于单一半导体材料的性质。在传统的无机半导体领域，以异质结为核心制作的电子器件，如光电探测器、发光二极管、太阳能电池、激光器等，往往拥有比单一半导体材料制作的同类器件更加优越的性能。异质结激光器的出现，使得激光器摆脱了只能在低温、脉冲下工作的限制，实现室温连续工作，从而开启了光通信时代的新篇章，半导体异质结的研究也因此荣获2000年诺贝尔物理学奖。无机半导体异质结之所以应用广泛，原因之一是高质量、厚度精确可控的材料分子束外延技术，这项技术能制备完美的薄膜，但造价昂贵，而且对材料有晶格匹配的要求。
相比无机半导体，有机半导体具有低成本和材料选择多等优势，目前已广泛应用于OLED显示、太阳能电池等领域。由于有机小分子之间没有很强的化学键，它们之间的异质结生长不受到晶格匹配的限制，可以自由组合。然而，分子间的弱范德华作用使得控制有机小分子的外延生长变得非常困难，尽管上世纪90年代科学家曾尝试发展有机分子束外延技术（Chem. Rev., 1997, 97, 1793），但始终未能实现无机半导体分子束外延的控制精度。因此，目前大多有机光电器件都基于液相混合的体异质结（bulk heterojunction），无法精确控制纳米尺度的界面。
最近，港澳宝典资料大全港澳宝典资料大全王欣然、施毅研究组在前期工作的基础上，与东南大学、香港中文大学等单位合作，实现了目前控制精度最高的有机小分子外延技术。这项技术使用石墨烯、氮化硼等二维晶体作为外延衬底，通过气相生长的方法，获得了有机半导体及异质结的自限制外延生长，得到的单层和双层有机单晶可以覆盖整个衬底，表面没有分子台阶和缺陷。这种技术的原理是利用了有机分子和外延衬底之间范德华作用力的梯度，越靠近界面的有机分子，与衬底的范德华作用越强。在实验中，通过精确控制衬底温度，可以调控热力学稳定存在的有机分子层数，更厚的分子层与衬底的范德华作用更弱，无法稳定存在，因此有机晶体会始终保持固定的分子层数，不随生长时间和次数而改变。东南大学的王金兰研究组运用分子动力学模拟，验证了这个自限制外延生长的过程，并且发现二维有机晶体界面处层间作用由强变弱的能量梯度是自限外延生长行为的根本原因。在这个基础上，研究人员总结出了实现自限外延生长所需要的条件。
此外，研究人员还利用自限制外延生长技术制备了高质量的有机异质结，界面处的电荷转移过程与光电探测也在实验上得到验证。该外延生长方法成本低廉，且适用于多种有机小分子，有望实现高质量的有机异质结、超晶格等纳米结构和先进器件。该研究成果刊登在《纳米快报》（Nano Letters）期刊，港澳宝典资料大全的吴冰和东南大学的赵英鹤、南海燕为共同第一作者，分别负责了实验、理论和光学表征的工作。
该研究工作得到了国家自然科学基金委和科技部国家重点基础研究发展计划、量子调控等项目的大力支持。
该成果被化学资讯平台X-MOL所报道，链接为：http://www.x-mol.com/news/3716
论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b01108
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此外，研究人员还利用自限制外延生长技术制备了高质量的有机异质结，界面处的电荷转移过程与光电探测也在实验上得到验证。该外延生长方法成本低廉，且适用于多种有机小分子，有望实现高质量的有机异质结、超晶格等纳米结构和先进器件。该研究成果刊登在《纳米快报》（Nano Letters）期刊，港澳宝典资料大全的吴冰和东南大学的赵英鹤、南海燕为共同第一作者，分别负责了实验、理论和光学表征的工作。
该研究工作得到了国家自然科学基金委和科技部国家重点基础研究发展计划、量子调控等项目的大力支持。
该成果被化学资讯平台X-MOL所报道，链接为：http://www.x-mol.com/news/3716
论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b01108
