近日，我校蔡金明、卢建臣、高蕾团队与中国科学院物理研究所杜世萱研究员、厦门大学谭元植教授和赵新静副教授等合作，在低维量子材料异质结构的原子级精准构筑及物性表征方面取得了重要进展，相关工作以Synthesis of mixed-dimensional 1D-graphene nanoribbon/2D-CuSe heterostructures with controllable band alignments为题发表在《Nature Communications》上。

一维/二维异质结构由于其高效的光电和催化性能而引发人们的研究兴趣。实现一维/二维异质结构大规模应用的关键在于精确调控其能带排列，这在实验上具有挑战性。为此，团队提出了一种分级生长策略：首先，在Cu(111)表面上合成石墨烯纳米带（GNRs）。然后，在预制备的GNRs样品上沉积硒原子，经过热退火处理，硒原子与衬底中的铜原子发生反应，形成硒化铜（CuSe）单层。通过控制硒原子的沉积量，原子级精确地得到GNRs同质结及1D-GNR和2D-CuSe异质结构。通过扫描隧道显微镜、非接触式原子力显微镜表征以及密度泛函理论计算，对整个生长过程进行实空间观测。利用扫描隧道显微谱测量了GNRs同质结及1D-GNR和2D-CuSe异质结构的电学性质。测量结果表明：GNRs-1同质结在带排列上表现出p-n结特征，而1D-GNR和2D-CuSe异质结则具有可调的能带排列（Ⅰ型和Ⅱ型）。这项工作为精确合成具有不同带排列的1D/2D异质结构提供了一种有前途的方法，有助于高性能纳米器件的开发。

昆明理工大学为论文第一单位，张永博士、卢建臣教授、高蕾副教授为论文共同第一作者，卢建臣教授、高蕾副教授、赵新静副教授、杜世萱研究员和蔡金明教授为共同通讯作者。该研究工作受到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、云南省基础研究计划项目、云南省科技重大基础研究项目、云南省教育厅石墨烯应用与工程研究中心和云南省创新团队等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60916-w