异质结构

该架构规避了传统 CCD/CMOS 及超导方案的局限，为面向低温环境的大规模、高密度、低串扰成像系统提供了一条可行路径，也为极端环境传感、量子技术与下一代成像平台带来了新机遇。

近期，德国锡根大学姜辛教授与齐鲁工业大学盖志刚研究员共同通讯，报道了一种利用热电子辐照在金刚石(111)面上制备共价键合石墨烯(0002)/金刚石(111)异质结的策略。与透射电镜中keV级聚焦电子束不同，该方法采用热灯丝发射的低能热电子，在低压氢气氛围下经正偏压加速射向金刚石衬底，提供大面积、均匀的近表面能量输入与可控热场。

本文基于 SOI 衬底设计石墨烯 / 硅异质结漏极碰撞电离存储器（GDII 存储器），利用单层石墨烯修饰漏极形成局域强电场，依靠碰撞电离与浮体电荷存储协同实现 ±200 mV 超低对称读写脉冲，摆脱电容单元依赖，突破传统晶体管 60 mV 摆幅物理限制，为低功耗片上脉冲加密、存内计算提供全新单管存储器件方案。器件基底采用绝缘体上硅结构，沟道为本征薄层硅，源区重 n 型离子注入，漏端制备铝掺杂单层石墨烯与硅形成异质结，截面透射电镜清晰验证 Al/Gr/Si 三层堆叠界面完整无缺陷，铝层对石墨烯实现 n 型预掺杂，大幅提升载流子输运效率。

本工作构建了 γ-Ga₂O₃ 量子点/石墨烯异质结全光调控人工突触，借助波长选择性的可逆表面氧吸附/脱附，在 365 nm 紫外与 690 nm 红光下实现了对石墨烯沟道电导的双向、纯光学调制，模拟了 EPSC/IPSC、PPF/PPD 与 STP→LTP 等关键突触功能，摆脱了传统光电突触对外部电学门控的依赖。

尽管体 β-Ga₂O₃ 中的氧空位通常被视为深能级复合中心，但当其与 3D 石墨烯结合时，会在异质界面处产生局部偶极场。这种局部极化导致对称性破坏，从而降低界面势垒，促进光生电子的跨界面注入，并通过陷阱-增益机制延长载流子寿命，进而提高光生载流子的分离、注入和传输效率。

本研究从寒冷地区苔藓的“黑地毯效应”获得灵感，成功构建了一种具有苔藓状光热表面的自适应Janus太阳能-热系统。该系统将Gr/PDA/MXene异质结构和MXene二次纳米多孔结构集成于表面，利用层间载流子相互作用实现了高效的光热转换（98.1%），并通过石墨烯骨架与PCM复合获得了高导热（26.5 W/(m·K)）和高储能密度（236.7 J/g）。更为关键的是，苔藓状表面在保温阶段提供了极低的热导率（0.03 W/(m·K)）和红外发射率（0.2），将系统在无光照条件下的有效热管理时长延长了13.3倍。该系统在低温、弱光和强风等恶劣环境下仍能稳定工作，并表现出优异的循环寿命和泄漏抑制能力。该工作为全天候、全地域的太阳能热利用和建筑热管理提供了一种集成式仿生解决方案，在寒冷地区供暖、户外帐篷保温等领域具有广阔应用前景。

该研究创新采用一步转移策略：仅用PVB薄膜一次性完成CrOCl、石墨电极、石墨烯与BN衬底的精准堆叠，最大限度减少聚合物接触，从根源上抑制界面残留与裂纹产生。

本文创新制备可动态旋转双栅双层石墨烯 / 氮化硼范德华器件，借助原子力原位微调顶层氮化硼的堆叠角度，在同一片完整器件内连续改变上下两层 BN 之间的相对夹角，完全固定石墨烯与底层 BN 的扭转角度，彻底剥离石墨烯莫尔晶格的干扰，单独探究两层 BN 的晶向对齐关系对异常栅控的决定性作用

二维异质结为界面导热研究提供了一个独特平台，让我们有机会把原子级界面从不可避免的散热瓶颈，转变为可设计、可测量、可调控、可功能化的热学单元。随着二维电子器件、光电子器件和异质集成技术的发展，界面热流调控有望成为未来纳米热管理和热功能器件的重要基础。

在二维范德华异质结器件中，热量需要通过层间界面耗散，“界面即魔鬼”，界面热导（ITC）的大小直接决定了散热效率。随之而来的是一个有趣且颇具挑战的科学问题：在一个原子级完美、无缺陷的理想二维异质结中，界面热导的上限（理想极限）究竟是多少？

III-V族化合物主流光源与硅之间的晶格失配给片上集成带来了挑战。与硅兼容且无晶格应变的二维材料光源提供了一种替代方案。然而，由于零带隙特性，石墨烯光电探测器中的大暗电流仍然是一个需要进一步优化和降低的问题。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）段镶锋教授、黄昱教授统综述范德华集成这一无键合、低损伤材料整合策略的发展历程、核心原理、技术挑战与应用前景，将其从二维材料体系推广至 0D/1D/2D/3D 全维度材料，提出可构建传统方法无法实现的人工异质结与超晶格。相关工作发表在Nature。