光致半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變（PSMT）揭示了關(guān)鍵的光動(dòng)力學(xué)機(jī)制，并且在信息存儲(chǔ)、傳感、光電子學(xué)、光開(kāi)關(guān)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。此前所有報(bào)道的光致半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變都發(fā)生在同一材料的兩種結(jié)構(gòu)相之間，缺乏原子或分子水平的實(shí)空間證據(jù)。
有鑒于此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)于淼教授、孫曄教授等在原子尺度觀測(cè)光致“相變”現(xiàn)象：光照導(dǎo)致Cu(111)晶面上的半導(dǎo)體Cu2Se表面轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)明確的Cu金屬表面結(jié)構(gòu)。
本文要點(diǎn)：
（1）
Se原子向下移動(dòng)并形成Cu2Se層，同時(shí)位于次表面的銅原子移動(dòng)到頂層。與基態(tài)相比，光照射的激發(fā)態(tài)Cu2Se向Cu轉(zhuǎn)變的能壘顯著的降低。而且，熱活化能夠發(fā)生反向的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。光致Cu2Se向Cu的轉(zhuǎn)變以及熱激活的Cu向Cu2Se的轉(zhuǎn)變具有高度可逆性。
（2）
這項(xiàng)工作展示了光誘導(dǎo)使得兩種不同材料之間的半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變以及光驅(qū)動(dòng)層間原子遷移，這項(xiàng)技術(shù)為光致半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變和表面改性技術(shù)開(kāi)辟了一條新型且具有前景的途徑。
參考文獻(xiàn)
Chen, M., Liu, W., Ding, P. et al. Semiconductor-to-metal surface reconstruction in copper selenide/copper heterostructures steered by photoinduced interlayer atom migration. Nat Commun 16, 1614 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-57012-4
https://www.nature.com/articles/s41467-025-57012-4
