近日，我校在二维范德瓦尔斯异质结载流子动力学研究领域取得重要研究进展，有关成果以《Selective Interfacial Excited-State Carrier Dynamics And Efficient Charge Separation in Borophene-based Heterostructures》为题发表于材料学国际顶级期刊《Advanced Materials》（IF=32.08，中科院一区TOP）上，宁夏大学为第一单位，材料与新能源学院马薇副教授为通讯作者，材料与新能源学院2020级微电子学与固体电子学硕士研究生康育冲为第一作者，材料与新能源学院李海波教授、德国马克斯·普朗克研究所张进博士和德国马克斯·玻恩研究所张佳博士为共同通讯作者。
该论文是我校首篇以第一单位发表于《Advanced Materials》上的学术成果，在我校材料等相关学科建设方面具有显著的标志性。
硼烯（Borophene）作为一种新型二维材料，凭借其优异的电子特性而引起了广泛的研究兴趣。过渡金属硫族化合物（TMDC）具有优异的半导体性、很强的激子效应，其与硼烯构成的范德瓦尔斯异质结具有强量子限域效应和量子相干效应。异质结中的载流子动力学是承载光电功能性的基础，从原子尺度深入理解硼烯与TMDC间的载流子激发态动力学过程将为设计和优化器件性能提供重要的理论指导。马薇课题组基于含时密度泛函理论，利用实时演化的从头算非绝热分子动力学(NAMD)方法，从原子尺度系统研究了硼烯与MoS2之间的量子相互作用和载流子激发态动力学过程，发现不同的硼烯同素异形体与MoS2之间的载流子激发态动力学过程展现出选择性的电荷传输行为。进一步的分析还表明，不同硼烯同素异形体与MoS2之间形成的不同肖特基势垒、电子耦合，以及不同声子模式的参与共同促成了层间的选择性电荷传输动力学过程。该研究结果从原子尺度深入理解了硼烯与MoS2之间的量子相互作用与载流子激发态动力学过程，加深了对范德瓦尔斯异质结中量子相互作用机制的理解，并为高效光电、光伏器件的设计提供了新的视角。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202307591
硼烯基异质结构中选择性的电荷转移示意图
