异质结构

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。

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。

该工作以二维 GaN 与 graphene 构成的范德华异质结为研究对象，围绕 “如何利用高精度机器学习势理解并提升 GaN 基二维器件热管理能力” 这一核心问题展开研究。