在原子級別上構建均相、異相界面對于光電、能源轉化、光子、自旋、量子器件中獲得較高的性能非常重要,在自然界中這種調控方法在構建復雜結構得以應用,實現了對物質、能量的有效調控。但是實驗室中設計合成此類材料具有較高難度。有機-無機二維鹵化物鈣鈦礦(2DPKs)材料作為有機-無機復合結構二維材料,能夠在溶劑中進行自組裝反應形成周期性變化的結構,展示了廣泛的組成和結構變化范圍,產生新穎、吸引人的物理學性質。有鑒于此,萊斯大學Aditya D. Mohite等綜述報道了二維有機-無機鹵化物鈣鈦礦材料的自組裝過程,為有機-無機雜化界面的低維半導體提供了深入理解的機會。
作者討論了厚度>1 nm的二維有機-無機鹵化物鈣鈦礦材料的物理學性質,綜述了器件上的應用前景,討論了調控電子能帶結構、力學性質、載流子傳輸、光-材料相互作用等問題。作者從相轉變、鐵電性質、力學性質等結構性質進行總結;從電子和介電性、Rashba效應自旋-軌道相互作用、電子-聲子耦合、載流子動力學和傳輸、激子光物理學、非線性光學等問題進行考察。作者對設計器件角度中面臨的挑戰進行總結并進行展望。為二維有機-無機鹵化物鈣鈦礦材料的進一步發展指明方向,強調了二維有機-無機鹵化物鈣鈦礦材料中關鍵性的合成、結構、性質等亟待解決的問題。Jean-Christophe Blancon, Jacky Even, Costas. C. Stoumpos, Mercouri. G. Kanatzidis & Aditya D. Mohite*, Semiconductor physics of organic–inorganic 2D halide perovskites, Nature Nanotechnology,15, 969–985(2020)DOI: 10.1038/s41565-020-00811-1https://www.nature.com/articles/s41565-020-00811-1