近日，湖北工业大学理学院科研团队在国际顶级期刊《ACS Nano》（自然指数期刊，一区Top期刊，影响因子16）上发表题为“2D AuPS: Revealing Giant In-Plane Anisotropy Driven by Mixed-Coordination via Stereoscopic Distortion”的研究论文。理学院青年教师杨淮为第一作者兼通讯作者，理学院程正旺副教授、韩长存副教授及理学院高层次引进人才、南洋理工大学黄一中教授为共同通讯作者，我校为论文第一单位。
在后摩尔时代，高性能光电子器件对材料维度与性能提出了更高要求。具备各向异性的二维材料因其独特的偏振敏感特性，成为下一代光电子技术的核心候选者。然而，黑磷、二维碲化物等现有材料普遍面临环境稳定性差、各向异性比率低等瓶颈，且传统设计策略在稳定性与性能调控上往往难以兼得，限制了其实际应用。
针对这一难题，团队设计并合成了一种新型二维半导体材料——AuPS。该材料结晶于正交晶系 Pbca 空间群，具有独特的四层堆叠结构。在原子尺度上，AuPS巧妙融合了平面正方形配位的Au³⁺与三角非共面配位的P¹⁻/S²⁻。这种独特的“混合配位”模式诱导了显著的立体畸变，破坏了晶体平面的对称性，导致电荷在不同晶轴方向上呈现高度非均匀分布，从而在本质上大幅增强了材料的面内各向异性。
研究结果显示，得益于其间接带隙和独特的皱褶结构，AuPS实现了高效的载流子分离。实验测得其光吸收二色性比率为5，电导各向异性比率达12，光电流各向异性比率更是高达16，这些关键指标显著优于现有典型的二维各向异性材料。此外，基于AuPS构建的光电探测器表现出优良的综合光电响应性能与环境稳定性，这使二维AuPS半导体成为下一代偏振敏感纳米电子和光电子器件的理想候选材料。
该研究提出的通过混合配位和立体畸变协同调控面内各向异性的策略，为设计高稳定性、高各向异性的新型二维材料提供了新思路，对推动偏振探测、光通信及神经形态计算等前沿技术的发展具有重要意义。研究工作得到国家自然科学基金（52103339）、湖北省自然科学基金（2023AFB984、2018CFB282）、湖北工业大学博士启动基金（XJ2023010501）以及湖北省科技创新计划重点研发项目（2025BAB043）的支持。
原文链接：Huai Yang*, Wenhao Li, Mei Wang, Xupeng Chen, Baohua Tan, Zhengwang Cheng*, Changcun Han* and Yizhong Huang*. 2D AuPS: Revealing Giant In-Plane Anisotropy Driven by Mixed-Coordination via Stereoscopic Distortion. ACS Nano, 2025, DOI: 10.1021/acsnano.5c13668
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c13668
责任编辑：陈凌
