传统光学异质结构通常依赖多种材料的拼接构筑，而在化学组成完全一致的材料体系中实现稳定的光学分区一直被认为较为困难。针对这一挑战，张军然副教授团队在二维有机纳米片体系中观察到一种无需引入外部异质材料即可自发形成的光学不均匀现象，表现为同一晶体内部不同区域的发光强度存在显著差异。相关成果近期发表于《Nature Communications》期刊上。

通过多种显微表征手段结合理论计算，研究发现，这种空间差异并非由尺寸、形貌或成分变化引起，而与纳米片生长过程中发生的局域结构重排行为密切相关。具体而言，晶体顶层在特定条件下发生结构取向的重构，形成稳定的孪晶构型，从而显著提升局部辐射复合效率，最终在宏观尺度上呈现出清晰的光学分区特征。进一步分析表明，该结构演化过程受到分子—基底作用与分子间相互作用共同调控，并在晶体生长过程中被固定下来。

图1 光学异质结现象

图2 纳米片的Twin结构

图3 纳米片的岛状生长

图4 光学异质结的机理分析

上述研究为理解有机低维晶体中结构演化与光学性能之间的关联提供了新的实验依据，也展示了通过生长动力学调控实现光学功能分区的可行路径。相关成果对有机微纳光子学器件、集成发光单元及新型光学编码材料的设计具有重要参考价值。

柔性电子学院毕业硕士研究生廖侃、我院张军然副教授和中山大学虞祥龙副教授为论文共同第一作者。东南大学朱超教授、我校柔性电子学院安众福教授和王琳教授为论文的共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-67937-5

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