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在半導體領域，平面內橫向精準構建是探索新奇物性、研發新型器件及推動器件微型化的關鍵。近期，中國科學技術大學科研團隊等，在新型半導體材料領域取得重要進展，首次在二維離子型軟晶格材料中，實現了面內可編程、原子級平整的“馬賽克”式異質結可控構筑，為未來高性能發光和集成器件的研發開辟了全新路徑。以二維鹵化物鈣鈦礦為代表的離子型軟晶格半導體，其晶體結構柔軟且不穩定。這一特性使得傳統光刻加工等技術難以實現高質量的橫向異質集成。因此，在離子型軟晶格半導體材料中實現高質量、可控外延的橫向異質結精密加工，一直是重要的科學難題。面對這一挑戰，研究團隊獨辟蹊徑，創新性地提出并發展了引導晶體內應力“自刻蝕”新方法。團隊發現，二維鈣鈦礦單晶在生長過程中會自然累積內部應力。團隊巧妙設計了一種溫和的配體—溶劑微環境，能夠選擇性地激活并利用這些內應力，引導單晶在特定位置發生可控的“自刻蝕”，從而形成規則的方形孔洞結構。團隊進一步通過快速外延生長技術，將不同種類的半導體材料精準回填，最終在單一晶片內部構筑出晶格連續、界面原子級平整的高質量“馬賽克”異質結。這種全新的加工方法不是通過“拼接“不同材料，而是在同一塊完整晶體中，引導其進行精密的“自我組裝”。這意味著，未來有可能在一塊極薄的材料上，直接“生長”出密集排列的、能發出不同顏色光的微小像素點，為高性能發光與顯示器件的發展，提供了全新的備選材料體系和設計思路。這一研究首次在二維離子型材料體系中，實現了對橫向異質結結構的高質量、可設計性構筑，突破了傳統工藝的局限。同時，研究展現的駕馭晶體內應力與動力學新范式，實現了單晶內部功能結構的可編程演化，為探究理想化界面物理提供了新平臺，也為低維材料的集成化與器件化開辟了新路徑。相關研究成果發表在《自然》（Nature）上。論文鏈接內應力驅動的二維鈣鈦礦面內刻蝕與圖案化策略二維鈣鈦礦面內馬賽克異質結結構