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近来，昆明理工大学冶金与动力工程学院非常规冶金团队张利波教授、左勇刚副教授与北京大学刘开辉教授协作，在一维结构条带阵列体光伏效应方面获得重要开展。研讨效果以“WS₂ ribbon arrays with defined chirality and coherent polarity”为题，宣布在世界尖端学术期刊Science。张利波教授为论文首要协作者，左勇刚副教授为论文一起榜首作者，在该研讨中，担任完成了
体光伏效应（Bulk Photovoltaic Effect, BPVE）是一种二阶非线性光电呼应，指非中心对称结构资料在均匀光辐照下发生稳态的光电流。比照传统光伏器材使用PN结构成的内建电场完成电荷别离，BPVE的电荷别离机制则来自非中心对称结构发生的自发极化。
该作业提出了一种“多重界面耦合原子制作”新策略，初次完成兼具特定手性结构（包含扶手椅型、之字型及其他手性结构）及相干极化方向的二硫化钨（WS₂）条带阵列的“全同”操控制作。经过系统研讨手性结构与体光伏效应的对应联系，完成1000余根扶手椅型条带阵列的自发光电流集成输出。
一维资料的几许维度为其带来许多优异物理性质，在别致物态调控、先进集成电路、新一代太阳光伏系统等范畴具有宽广使用远景。其间，一维过渡金属硫族化合物因其高可见光吸收率、低结构对称性等特性，被认为是构筑非常规光伏器材的抱负资料系统。但是，自发光电流的规模化搜集对其一维结构制备要求极端苛刻：首要，单个一维结构需具有安稳可观的自发光电流生成；其次，不同一维结构间的手性结构及极化方向需坚持严厉共同，来确保集成器材的全体光电流相干增强；最终，高密度排布的平行一维阵列是高效能量搜集及转化的集成芯片制作条件。阅历30余年开展，碳纳米管、石墨烯纳米带在阵列构筑方面获得重要开展。但是，因为回转中心对称结构损坏，兼具特定手性结构及相干极化方向的一维结构过渡金属硫族化合物条带阵列的构筑极端困难，迄今为止，尚无法完成。
针对以上问题，该研讨经过精准规划特定晶面蓝宝石衬底，调控外表原子级台阶与晶格排布的相对联系，成功完成了扶手椅型、之字型、手性结构(含左手手性、右手手性)的WS₂条带的精准原子制作。其间，扶手椅型条带阵列具有沿轴方向的相干极性，表现出增强的体光伏效应，短路电流密度到达0.37 A/cm2，且可根据1000余组WS₂条带阵列器材集成完成光电流的团体扩大输出。该研讨为一维结构的原子级精准制作供给了定制化方案，有望促进其在新式电子学、光电转化器材的阵列化集成芯片加工使用。
左勇刚，昆明理工大学冶金与动力工程学院副教授，当选云南省“兴滇英才支撑方案”青年人才专项。博士结业于中国科学院大学，2021年9月入职昆明理工大学冶金与动力工程学院。首要是做非常规冶金，纳米新资料制备和资源综合使用等方面研讨。近年来环绕低维过渡金属硫族化合物资料制备及使用获得系列的研讨开展。相关效果除了宣布在Science以外，还在Nature Nanotechnology (2篇)，Nature Photonics (1篇)，Nature Communications（1篇）、Science Bulletin（1篇）等期刊宣布。
