广西大学邓承浩、大连理工大学李大卫团队：界面耦合实现石墨烯MoS₂范德华异质界面强、非对称且可调谐的热电效应 | APL

石墨烯/MoS₂异质结多年来受到了广泛关注，研究人员从实验和理论上针对其界面电学耦合、界面热导开展了深入研究，上述特征与材料层数、应变、温度、界面耦合强度和界面缺陷等均密切相关。但是目前的研究多聚焦单独的界面电学和热学特性，电子和声子输运的相互关联并不明确。热电效应不仅是实现热电能源转换的重要途经，更是一个涵盖了电子/声子输运和电子-声子相互作用的综合物理效应，但是目前尚未有直接探究石墨烯/MoS₂异质界面热电效应的相关报道。深入研究异质界面热电效应，对理解石墨烯/MoS₂异质结的界面物理并调控其热、电性能具有重要意义。

针对上述问题，团队通过构建微加热器件和光热拉曼表征，系统探究了石墨烯/MoS₂异质界面的电学耦合、热导和热电效应。研究发现，石墨烯和MoS₂之间的电荷转移会在MoS₂内引入面内势场，使得n型MoS₂表现出异常的负栅压电阻依赖，据此我们构建了0-1转换逻辑器件。得益于界面的能量过滤效应以及p型石墨烯的掺杂效应，石墨烯/MoS₂异质结表现出强（最大1.03mV/K）且非对称的热电响应特征。当温度梯度沿着石墨烯/MoS₂异质界面的两个不同方向时，热电压非对称比高达12倍。界面热电效应可以通过界面肖特基势垒和电学耦合进行调控。同时，可能源于声子耦合和电子-声子相互作用的协同作用，界面热导也可以通过电学手段进行有效调控。

本论文的研究丰富了对二维异质界面物理的认识，对发展基于石墨烯/MoS₂异质结的智能热电转换和感知应用具有重要的指导意义。

团队介绍

第一作者：戚明顺，广西大学硕士研究生，主要研究方向为MoS₂的CVD生长和石墨烯/MoS₂范德华异质结的界面热、电输运研究。

通讯作者：邓承浩，广西大学副教授，博士生导师。主要研究方向包括：

1. 二维界面电、热物理；
2. 低维电子器件；
3. 柔性及可穿戴电子。

主持国家和省部级项目4项，以第一/通讯作者身份发表论文29篇，共计被引800余次。

通讯作者：李大卫，大连理工大学教授，博士生导师，国家级青年人才、辽宁省兴辽英才计划青年拔尖人才。主要研究方向包括：

1. 超快激光微纳制造与探测；
2. 先进功能薄膜材料与新器件制造；
3. 二维半导体非线性光学探测。

主持国家和省部级项目7项，发表论文103篇，共计被引1800余次。

文章信息

Interfacial coupling enabled strong, asymmetric, and tunable thermoelectricity at graphene/MoS₂ heterostructures

Mingshun Qi; Xu Han; Yongpeng Wu; Jinkai Huo; Haichao Pan; Xing Li; Wenjie Sun; Wenyuan Qiu; Dawei Li; Chenghao Deng

Appl. Phys. Lett. 128, 251603 (2026)

https://doi.org/10.1063/5.0336310