在低维半导体与光伏材料研究中，如何在同一片晶体平面内实现“按需拼接”的异质结构，一直是推动新型器件走向高性能与微型化的关键环节。
异质结不仅决定载流子分离与输运效率，也直接影响器件的稳定性、集成度和可制造性。
长期以来，横向异质集成能够否做到“位置可控、结构连续、界面平整”，是制约二维材料从实验室走向器件平台的重要门槛。
问题在于，以二维卤化物钙钛矿为代表的离子型软晶格半导体，具有“晶格柔软、离子可迁移、对外界刺激敏感”等特点。
传统微纳加工路线往往依赖强反应或高能量输入，例如常见的光刻、刻蚀与多步转移等流程，容易引发材料分解、相变或缺陷累积，造成界面粗糙、晶格不连续，进而影响光电性能与长期稳定性。
对于这类“软”材料而言，越是追求精细加工，越容易在工艺强度上与材料耐受性发生矛盾，导致“能做出来但不好用”或“能测到但难复制”的困境。
针对上述瓶颈，中国科学技术大学张树辰特任教授团队联合美国普渡大学、上海科技大学研究团队提出新思路：与其用外力“硬刻蚀”，不如把晶体内部客观存在的应力转化为可控的加工驱动力。
研究团队设计了温和的配体—溶剂微环境，选择性激活晶体内应力并加以利用，使单晶在预设位置发生可控“自刻蚀”，形成形貌规则的方形孔洞结构。
随后再通过快速外延生长手段，将不同半导体材料精准回填到孔洞中，实现同一晶片内部多材料的横向拼装。
该方法最终获得晶格连续、界面原子级平整的高质量“马赛克”式异质结，并可在面内实现可编程构筑。
这一进展的影响主要体现在三个层面。
其一，在方法学层面，提供了适配离子型软晶格材料的“低扰动”加工路线，显著降低了对材料结构的破坏风险，为二维钙钛矿等敏感体系的微结构制造打开了空间。
其二，在器件工程层面，原子级平整界面与晶格连续性意味着更低的界面复合、更可控的能带对齐与更稳定的载流子传输通道，有望支撑更复杂的平面内功能集成，如局域发光/吸收区域的协同设计、光电探测与能量转换单元的同片集成等。
其三，在基础研究层面，横向异质结的可编程构筑为探索新奇物性提供平台，便于研究低维体系中的界面耦合、离子迁移行为以及应力—结构—性能之间的内在联系。
从原因分析看，该成果的关键在于抓住了离子型软晶格材料的“双刃剑”特征：一方面结构不稳定、易受扰动；另一方面内部应力与离子可动性也为“温和加工”提供了可调控的自由度。
通过构建合适的化学微环境，研究团队实现了对反应路径和反应强度的精细控制，把原本难以驾驭的不稳定性转化为可设计的“自组织加工”过程。
这一思路有望为更多难加工的低维材料提供借鉴。
面向应用，对策与路径同样清晰：一是继续提升工艺的通用性与可重复性，明确不同材料体系、不同厚度与晶体质量对“自刻蚀—回填外延”窗口的影响规律；二是建立与器件流程兼容的标准化制程参数，推动从单个结构展示走向阵列化、规模化制备；三是围绕光伏与光电器件开展性能验证，特别是对界面稳定性、环境耐受性与长时工作可靠性的系统评估，为后续技术转化提供数据支撑。
前景判断方面，随着低维光伏材料向高效率与高集成方向迈进，二维材料的平面内异质集成将成为重要竞争点。
此次“自刻蚀”方法若能进一步扩展到多材料、多功能单元以及更大面积晶片，有望推动低维半导体器件从“单一材料性能突破”转向“同片集成与系统级功能实现”。
在新型光伏、光电探测、片上光电子等方向，该路线具备衔接基础研究与器件工程的潜力，也为我国在低维材料制造方法与器件集成领域形成技术优势提供了新的支点。
从传统光刻技术的局限到"自刻蚀"方法的创新突破,这一科研成果折射出我国基础研究领域从跟跑到并跑乃至领跑的转变轨迹。
在全球新能源产业竞争日趋激烈的背景下,掌握关键核心技术方能占据发展主动权。
期待更多类似的原创性成果不断涌现,为我国建设科技强国、实现高水平科技自立自强注入强劲动力,也为全球清洁能源技术进步贡献中国智慧。