有机-无机杂化半导体，其中有机金属卤化物钙钛矿是代表性的例子，作为下一代光电应用的有希望的候选者，引起了极大的研究兴趣。这种兴趣主要归因于混合半导体的新兴光电特性，这些特性不同于纯无机和有机半导体的光电特性，以及不同的材料制造策略和结合了两者优点的其他材料（例如机械）特性。吉林大学张立军等人提出了一种完全不同于有机金属卤化物钙钛矿杂化离子取代半导体的杂化异质结构半导体 (HHS) 的高通量第一性原理材料筛选研究。 

本文要点：

1）HHS结晶为由无机四面体配位半导体亚层和由双齿链状分子制成的有机亚层组成的超晶格结构。通过改变无机成分的组成（例如，IV、III-V、II-VI、I-III-VI2 半导体）和多晶型物（例如纤锌矿和闪锌矿），有机分子的类型（例如乙二胺、乙二醇和乙二硫醇），以及 234 个候选 HHS 中组成层的厚度，研究了它们的热力学、电子结构和光电特性。

2）热力学稳定性分析表明，除了实验合成的ZnTe/ZnSe基化合物之外，还存在 96 个稳定的 HHS。 HHS的电子结构和光电特性可以通过操纵它们的结构变体在很宽的范围内进行调制。机器学习方法进一步应用于高通量计算数据，以识别确定热力学稳定性和电子带隙的关键描述符。

3）该研究结果表明了广阔的前景，并为合理设计用于潜在光电应用的有机-无机杂化异质结构半导体提供了有价值的指导。

Yawen Li, et al. Design of Organic–Inorganic Hybrid Heterostructured Semiconductors via High-Throughput Materials Screening for Optoelectronic Applications, J. Am. Chem. Soc. 2022

https://doi.org/10.1021/jacs.2c07434

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c07434