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光致半導體-金屬轉變（PSMT）揭示了關鍵的光動力學機制，并且在信息存儲、傳感、光電子學、光開關等領域具有巨大的應用潛力。此前所有報道的光致半導體-金屬轉變都發(fā)生在同一材料的兩種結構相之間，缺乏原子或分子水平的實空間證據(jù)。

有鑒于此，哈爾濱工業(yè)大學于淼教授、孫曄教授等在原子尺度觀測光致“相變”現(xiàn)象：光照導致Cu(111)晶面上的半導體Cu₂Se表面轉變?yōu)榻Y構明確的Cu金屬表面結構。

本文要點：

（1）

Se原子向下移動并形成Cu₂Se層，同時位于次表面的銅原子移動到頂層。與基態(tài)相比，光照射的激發(fā)態(tài)Cu₂Se向Cu轉變的能壘顯著的降低。而且，熱活化能夠發(fā)生反向的結構轉變。光致Cu₂Se向Cu的轉變以及熱激活的Cu向Cu₂Se的轉變具有高度可逆性。

（2）

這項工作展示了光誘導使得兩種不同材料之間的半導體-金屬轉變以及光驅動層間原子遷移，這項技術為光致半導體-金屬轉變和表面改性技術開辟了一條新型且具有前景的途徑。

參考文獻

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